НГТУ им. Р. Е. Алексеева
Кафедра “Компьютерные технологии в проектировании и производстве”
Отчет
Лабораторная работа №5
«Анализ в частотной области в Micro CAP»
Выполнил ст. 21030210-10
Пресняков Д. С.
Проверил
Волков М. Б.
Нижний Новгород
2014
Цель работы: получить навыки расчета частотных характеристик схем в системе Micro – CAP 9.
Задания к работе
Ознакомиться с возможностями частотного анализа на основе справки
Запуск программы производится из главного меню Пуск - Программы - Micro-Cap 9.
Если Вы не имеете опыта моделирования схем в частотной области на основе системы Micro-CAP 5, то после запуска программы выберете команду Help – Demo и наблюдайте за основными режимами анализа схем, которые система Вам сама продемонстрирует.
Следует особо обратить внимание на анализ в частотной области схем:
В режиме AC сначала рассчитывается режим схемы по постоянному току, затем линеаризуются все нелинейные компоненты (пассивные компоненты с нелинейными параметрами, диоды, транзисторы, нелинейные управляемые источники) и выполняется расчет комплеклексных амплитуд узловых потенциалов и токов ветвей.
Ко входу схемы должен быть подключен источник синусоидального SIN, или импульсного сигнала PULSE или сигнала USER, форма которого задаются пользователем.
При расчете частотных характеристик
комплексная амплитуда задаваемого сигнала полагается равной 1В,
начальная фаза нулевая (независимо от того, как заданы параметры модели сигнала),
а частота меняется в пределах, заданных в меню AC Analysis Limits.
Возможно также подключение независимых источников напряжения V или тока I в формате SPICE, для которых значение амплитуды и фазы задаются. Если имеется один источник сигнала, то выходные напряжения будут совпадать с частотными характеристиками устройства. Если же источников сигнала несколько, то отклики откаждого сигнала будут складываться.
Переход в режим частотного анализа из редактора происходит по команде Analysiis AS-Analysis.
После перехода в режим анализа частотных характеристик программа MC9 проверяет правильность составления схемы. При отсутствии ошибок в схеме, собранной в редакторе системы, открывается окно задания параметров моделирования AS Analysis Limits.
Ознакомиться с назначением параметров моделирования - AS Analysis Limits (Команды, Числовые параметры, Вывод результатов моделирования, Выражения, Режимы расчета, Вывод числовых данных, Многовариантный анализ- STEPPING).
Команды:
Run – начало моделирования.
Add – добавление еще одной строки спецификации, после строки, отмеченнной курсором.
Delete – удаление строки спецификации, отмеченной курсором.
Expend – открытие окна для ввода текста.
Stepping – открытие окна для задания вариации параметров.
Help – вызоа раздела AC Analysis системы помощи.
Числовые параметры:
Frequency Range – диапазон частот по формату Fmax, Fmin. Отрицательные значения частоты не допускаются. Если значение Fmin не уакзано, то расчет не производится.
Number of Points – количество точек по частоте, в которых производится расчет. Минимальное значение равно 5.
Temperature – диапазон температур в градусах Цельсия. Формат - Tmin[, Tmax[, Шаг]]
Maximum Change – максимально допустимое приращение графика первой функции на интервалешага по частоте (в процентах от полной шкалы). Принимается во внимание только при выборе опции Auto. Если график функции изменяется быстрее, то шаг приращения частоты автоматически уменьшается.
Noise Input – имя источника сигнала, подключенного к входным зажимам цепи.
Noise Output – номера узлов выходных зажимов цепи, в которых вычисляется спектральная плотность напряжения выходного шума цепи. Формат - узел1[узел2]].
Вывод результатов моделирования:
X Log Scale/X Linear Scale – переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси X.
Y Log Scale/Y Linear Scale – переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси Y.
Color – выбор цвета графиков
Numeric Output – выводится таблица отсчетов.
Monte Carlo – выбироется функция для которой производится статистический анализ по методу Монте Карло.
Plot Group – графа P - номер графического окна (от 1 до 9), в котором должна быть построена данная функция
.Выражения:
X Expression – имя переменной откладываемой по оси X.
Y Expression – Математическое выражение для переменной, откладываемой по оси Y, например
V(1) – модуль напряжения в узле 1.
Db(V(1)) – модуль напряжения в узле 1 в децибелах.
Re(V(1)) – действительная часть напряжения.
Im(V(1)) – мнимая часть напряжения.
Ph(V(1)) – фаза напряжения в градусах.
Gd(V(1)) – групповое время запаздывания.
INOISE – корень квадратный из спектральной плотности напряжения, приведенного ко входу.
ONOISE - корень квадратный из спектральной плотности выходного напряжения. Графики INOISE и ONOISE нельзя строить одновременно с графиками остальных переменных.
X Rande – максимальное и минимальное значение переменной X
Y Rande - максимальное и минимальное значение переменной Y
Fmt – формат представления числовых данных.
Опции
Run Option – управление выдачей результатов:
Normal – результаты расчетов не сохраняются.
Save – сохранение результатов расчета в файле [имя схемы].ASA.
Retrive – считывание последних результатов расчета из файла [имя схемы].ASA, созданного ранее.
Frequency Step – шаг изменения частоты:
Auto – автоматический выбор шага по частоте.
Fixed Linear – расчет с постоянным линейным шагом по частоте.
Fixed Log – расчет с постоянным шагом по логарифмической шкале частот.
Auto Scale Ranges – автоматическое масштабирование по осям X и Y.