Лабораторная работа № 20 Тема: Снятие осциллограмм. Снятие ачх

Цель работы: изучить виртуальный осциллограф, сопоставить результаты, полученные с помощью осциллографа, результаты Transient – анализа

изучить способы анализа частотных характеристик электронных устройств

Оборудование рабочего места: ПК, ПО

Краткие теоретические сведения

Часть 1

Анализ во временной области применяется для того, чтобы отображать диаграммы во времени. Программа Multisim предлагает два метода выполнения анализа во временной области: моделирование с помощью прибора Oscilloscope (Осциллограф) и стандартный анализ переходных процессов — SPICE Transient Analysis. Благодаря этим функциям временные диаграммы отображаются на экране так же, как если бы их просматривали на экране осциллографа. С помощью осциллографа Multisim с диаграммами можно работать так же, как с настоящим осциллографом. Для просмотра кривых следует правильно настроить параметры. Работая с осциллографом Multisim, можно одновременно отображать на экране несколько периодов диаграммы, но, как правило, всю диаграмму сразу не видно. При использовании функции SPICE Transient Analysis можно отобразить всю диаграмму или ее часть. Чтобы просмотреть результаты анализа переходных процессов, не нужно изменять настройки. Примеры диаграмм, полученных с помощью анализа Transient Analysis и виртуального осциллографа, показаны ниже.

Рисунок 1

Рисунок 2

Эти графики показывают временные диаграммы напряжения.

Если нужно получить подобную диаграмму, применяют функцию Transient Analysis. Окна формирования параметров моделирования представлены на рисунке 3.

Рисунок 3

Рисунок 4 – Результат моделирования

Часть 2

Отметим, что для линейной схемы не требуется предварительная линеаризация схемы в окрестности рабочей точки по постоянному току для последующего вычисления малосигнальных усилительных параметров в частотной области. Для нелинейной же схемы (содержащей нелинейные модели активных полупроводниковых приборов: диодов,

транзисторов, магнитных сердечников) перед началом собственно частотного

малосигнального анализа проводится расчет схемы по постоянному току (в отсутствии входного сигнала). В окрестности найденного режима схема линеаризуется путем линеаризации отдельных нелинейных моделей. Это можно делать, если возмущающее воздействие мало по сравнению с параметрами точки покоя схемы, что, собственно, и имеет место при проведении малосигнального частотного анализа. Линеаризация в окрестности точки покоя производится сразу после запуска этого вида анализа и анализ в частотной области производится не для исходной схемы с нелинейными моделями, а для линейной (нелинейные модели компонентов преобразованы в линейные для малого возмущения в окрестности точки покоя).

В Multisim входит множество средств анализа данных эмуляции, от простых до самых сложных, в том числе и вложенных. Чтобы начать анализ, выберите пункт меню Эмуляция/Анализ (Simulate/Analyses) и выберите нужную функцию. Кроме встроенных функций анализа, есть возможность определить свою функцию с помощью команд SPICE.

При подготовке к анализу, настройте его параметры, например, диапазон частот для анализатора переменного тока (AC analysis). Также здесь необходимо выбрать выходные каналы (traces). Чтобы не запутаться при просмотре результатов, имена каналов лучше делать осмысленными. Результаты отображаются на графиках Multisim Grapher и сохраняются для последующей обработки Postprocessor. Некоторые результаты сохраняются в контрольной записи (audit trail), которую тоже можно просмотреть.

Рисунок 1 – Диалоговые окна АС – анализа

Плоттер Боде производит график частотную характеристику схемы и более всего полезен для анализа схем фильтров. Плоттер используется для построения амплитудно- и фазочастотных характеристик. Когда плоттер подключается к схеме, выполняется спектральный анализ.

Рисунок 2

Величина или фаза (Magnitude или Phase)

Magnitude измеряет отношение величины (усиления напряжения в децибелах) между двумя узлами, V+ и V-. Фаза измеряет сдвиг фаз (в градусах) между двумя узлами. Обе кривые в зависимости от частоты (в Гц).

► Если V+ и V- единственные точки в схеме:

1. Подключите положительный вывод IN и положительный вывод OUT к соединителям V+ и V-

2. Подключите отрицательные выводы IN и OUT к земле.

► Если V+ (или V-) это значение величины или фазы через компонент, подключите оба вывода IN (или оба вывода OUT) с любой стороны компонента.

Установки вертикальной и горизонтальной осей

Порядок проведения работы