4.6. Analysis/Transient
Команда виконує аналіз Transient. Transient - аналіз перехідного процесу. Multisim обчислює відповідь схеми як функцію часу. Кожен вхідний цикл розділений на інтервали, і аналіз схеми за постійним струмом виконується для кожної точки часу циклу. Рішення про форму хвилі напруги у вузлі визначене значенням цієї напруги у кожній точці часу одного повного циклу.
В аналізі перехідного процесу джерела постійного струму мають постійні значення; джерела змінного струму мають значення, що змінюються з часом. Конденсатори і котушки індуктивності представлені перехідними моделями.
Якщо у діалоговому вікні вибраний пункт Calculate DC operating point, то Multisim спочатку здійснює аналіз схеми за постійним струмом. Потім результат цього аналізу використовується в якості початкових умов аналізу перехідного процесу. Якщо вибраний пункт Set to zero, аналіз перехідного процесу починається з нульових початкових умов. Якщо вибраний пункт User - defined initial conditions, аналіз перехідного процесу починається з початкових умов, встановлених у діалоговому вікні.
Вузли, що знаходяться всередині підсхем, не можуть бути вибрані для аналізу.
Для виконання аналізу потрібно:
1. Розглянути схему і зупинитися на вузлах для аналізу.
2. Вибрати Analysis/Transient.
3. Здійснити необхідні встановлення у діалоговому вікні, що відкрилося (потрібно вказати аналізований вузол).
Рис. 9. Вибрані 2-ій і 3-ій вузли.
4. Натиснути клавішу Simulate (Моделювання). Для зупинки аналізу (при необхідності) натиснути ESC.
Результат аналізу перехідного процесу - графік напруги вузла залежно від часу. Цей графік з'являється, коли аналіз закінчився.
Рис. 10. Результат аналізу Transient
Подібний аналіз виконується, якщо приєднати до схеми осцилограф і ввімкнути живлення схеми.
5. Порядок проведення роботи
Для виконання лабораторної роботи вибрати значення елементів схем за наступними правилами:
|
для групи А |
для групи Б |
для групи В |
|
RК=200 + (Nвар - 1)20; |
RК=800 - (Nвар - 1) 20; |
RК=700 - (Nвар - 1) 20; |
|
RСМ=200 + (Nвар - 1)10; |
RСМ=200 + (Nвар - 1)10; |
RСМ=200 + (Nвар - 1)10; |
|
Rб=100 + (Nвар - 1)10; |
Rб=150 + (Nвар - 1)10; |
Rб=120 + (Nвар - 1)10; |
де Nвар - номер студента по журналу лектора.
Транзистор узяти типу 2N4401, діоди типу 1N4149.
Величини опорів задаються в Ом.
5.1. Зібрати схему, показану на рис. 1. У режимі DC отримати передавальну характеристику ключа. Пояснити отримані результати.
За передавальною характеристикою визначити:
-
вхідну напругу нуля
;
-
вхідну напругу одиниці
;
-
вихідну напругу нуля
;
-
вихідну напругу одиниці
;
-
напругу перешкоди нуля
;
-
напругу перешкоди одиниці
.
Зробити висновки.
5.2. У режимі Transient визначити динамічні характеристики транзисторного ключа при подачі на вхід імпульсного сигналу. Орієнтовні параметри генератора імпульсів:
VZERO 0
VONE 5
P1 2E-8
P2 2E-8
P3 10E-8
P4 10E-8
P5 60E-8
В результаті моделювання замалювати і зняти згідно точок у режимі Scope залежності вхідної, вихідної напруги, напругу на базі транзистора і струм бази транзистора. У режимі Scope визначити час фронту перемикання у нуль tфвкл (час включення), час розсмоктування tp, час фронту виключення tфвикл, час виключення ключа tвикл=tp+tфвикл.
Результати моделювання занести в таблицю 1.
5.3. Зібрати схему, показану на рис.7. У режимі DC отримати передавальну характеристику ключа. Пояснити отримані результати.
За передавальною характеристикою визначити:
-
вхідну напругу нуля
;
-
вхідну напругу одиниці
;
-
вихідну напругу нуля
;
-
вихідну напругу одиниці
;
-
напругу перешкоди нуля
;
-
напругу перешкоди одиниці
.
Зробити висновки.
5.4. У режимі Transient визначити динамічні характеристики транзисторного ключа при подачі на вхід імпульсного сигналу. Замалювати і зняти згідно точок у режимі Scope залежності вхідної, вихідної напруги, напругу на базі транзистора і струм бази транзистора. У режимі Scope визначити час ввімкнення і вимкнення ключа, занести їх у таблицю і порівняти з часом перемикання насиченого ключа. Зробити висновки.
Замалювати перехідні процеси. Проаналізувати перехідні процеси у ключі при його включенні і виключенні. Пояснити отримані результати.
Таблиця 5.1
|
Час, нС
|
Насичений ключ |
Ненасичений ключ |
Різниця t |
|
tфвкл |
|
|
|
|
tp |
|
|
|
|
tфвикл |
|
|
|
|
tвикл |
|
|
|
Вміст звіту
1) Підготовка до лабораторної роботи.
2) Схеми проведення експериментів.
3) Результати досліджень у вигляді графіків.
4) Аналіз отриманих результатів.
5) Висновки.
Контрольні питання
1. Намалюйте схему простого насиченого ключа.
2. У яких режимах працює транзистор простого насиченого ключа?
3. Вкажіть умови, при яких транзистор простого ключа знаходиться в режимі відсічення.
4. Вкажіть умови, при яких транзистор простого ключа знаходиться в режимі насичення.
5. Дайте визначення режиму насичення транзистора.
6. Що таке “міра насичення” транзистора і від чого вона залежить?
7. Намалюйте передавальну характеристику насиченого ключа.
8. Опишіть всі три ділянки передавальної характеристики ключа.
9. Вкажіть джерела затримок при перемиканні простого ключа.
10. Намалюйте часову діаграму включення простого ключа.
11. Намалюйте часову діаграму виключення простого ключа.
12. Намалюйте і поясніть роботу схеми ненасиченого ключа з джерелом напруги фіксації.
13. Чому дорівнює напруга на виході ненасиченого ключа при подачі на вхід високого рівня імпульсного сигналу.
14. Чому дорівнює напруга на виході ненасиченого ключа при подачі на вхід низького рівня імпульсного сигналу.
15. Намалюйте залежність струму колектора від напруги на колекторі при перемиканні ненасиченого ключа
16. намалюйте і поясніть схему роботи ненасиченого ключа з нелінійним зворотним зв‘язком та поясніть її роботу.
17. поясніть необхідність введення діоду зміщення у колі бази ненасиченого біполярного ключа.
18. Поясніть необхідність введення опору зміщення.
19. Поясніть особливості використання діоду Шотки у колі нелінійного зворотного зв‘язку ненасиченого біполярного ключа.
20. Вкажіть переваги та недоліки ненасичених ключів у порівнянні із насиченими.