Frisk_1_tom

Для нахождения верхней граничной частоты по уровню 3 дБ для схемы коллекторной ВЧ коррекции найдем значение коэффициента усиления на рабочей частоте (1 кГц), используя пиктограмму РЕАК. Затем сдвинув маркер на частоту 1 кГц определим точное значение коэффициента усиления на этой частоте — Кñð. Активизировав курсором пиктограмму GO TO Y (рис. 8.13) вы- числяем коэффициент усиления на границе полосы пропускания 0,707Кñð. Нажатием на пиктограмму Go To Y (в окне результатов вычислений, рис. 8.13) в окне выпадающего Value подменю Go To Y (рис. 8.14) вводим значение 0,707Кñð и нажимаем на кнопку Right. Маркер определяет положение верхней граничной частоты fâ÷ ãð. Поступая аналогично, определите значе- ние граничной частоты для схемы эмиттерной ВЧ коррекции. Полученные результаты заносите в табл. 1.

Ðèñ. 8.13

Для достижения максимально плоской АЧХ усилителя применением коллекторной ВЧ коррекции необходимо варьировать параметры колебательного контура, изменяя L1, R4.

Очевидно, что увеличение индуктивности L1 уменьшает значение частоты резонанса, а увеличение сопротивления резистора R4 уменьшает добротность колебательного контура. Поскольку, вариация одновременно двух параметров в версии МС8demo невозможна, то добиваться максимально плоской АЧХ будем поочередным изменением индуктивности, а затем сопротивления.

Для этого войдем из подменю AC Analysis Limits, нажав кнопку Stepping, в режим вариации параметров. Нажав на кнопку раскрытия окна в строке Step What, активизируем строку L1, и затем вводим From — значение, являю-

352 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

Ðèñ. 8.14

Ðèñ. 8.15

щееся минимальным, с которого начинается изменение L1, To — верхняя граница изменения величин L1, с шагом — Step Value (рис. 8.16). Установка точ- ки Yes в рамке Step It подтверждает режим варьирования параметров.

В рамке Method отмечаем кнопкой закон изменения компонента Linear (Linear — линейный, Log — логарифмический или List — в соответствии со

Ðèñ. 8.16

списком). В рамке Parameter Type кнопкой помечаем вид варьируемого элемента: Component — компонент (Model — модель, например, источника сигнала).

В рамке Change (изменение) выбирается (помечается точкой) способ изменения шага при вариации параметра элементов: только во вложенных циклах программы (Step variables in nested loops) или всех подлежащих изменению параметров одновременно (Step all variables simultaneously). В первом случае существует возможность независимого выбора шага для каждого параметра. Во втором случае необходимо изменять варьируемые параметры с одинаковым шагом, что ограничивает анализ всего одним возможным вариантом. Кнопки в нижнем ряду All On, All Off включают режим варьирования (Step It) перечисленных на всех закладках в режиме Stepping параметров. Кнопка Default по умолчанию задает изменение варьируемого параметра от половинного до двойного значения от его номинальной величины. Подтверждение выбранного режима анализа и вход в него осуществляется нажатием кнопки OK. Для варианта значений индуктивности L1, указанного на рис. 8.16, полу- чается семейство (рис. 8.17) кривых (последовательно войдя в режим АС и затем Run).

Полученное семейство кривых позволяет выбрать кривую, обладающую наибольшей верхней граничной частотой, при минимальных искажениях АЧХ. Оцените новое значение fâ÷ ãð, сравните с расчетным. Для наилучшей ам- плитудно-частотной характеристики установите значение индуктивности L1 в схему (рис. 8.1à) и проведите аналогично вариацию резистора R4. Результат распечатать.

Результаты домашнего расчета, значения граничных частот, полученных для параметров схемы, представленных на рис. 8.1à и для максимально плоской кривой занесите в таблицу 1.

Проведите аналогичное моделирование для схемы рис. 8.1á, проведя варьирование емкости С9 и резистора R13. Полученные АЧХ распечатать. Результаты моделирования занесите в таблицу 1.

Ðèñ. 8.17

Таблица 1

Переходные характеристики исследуемых каскадов получают при подключении на вход источников импульсного сигнала. Для этого в схемах усилителей (рис. 8.10) удаляют источники гармонического входного сигнала (аналогично удалению любого компонента схемы) и вводят источники импульсного сигнала. Выполнив команду Component в окне схем на выпадающем меню активизируем строку Pulse Source (рис. 8.18) и нажатием левой кнопки мыши переходим в подменю Pulse Source: Pulse Source (рис. 8.19).

Нажатием кнопки New источнику сигнала присваивают имя (или подтверждают название, предложенное ЭВМ): в рамке слева (Name) поочередно предлагаются атрибуты источника (объект, компонент — Part) и предложение присвоить (или выбрать из предлагаемого в правой колонке перечня) ему (Value — рамка справа) имя V10 с возможностью отображать его в окне схем (помечается галочкой Show рядом с названием). Атрибуты источника сигнала

358 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

Кнопки вверху подменю Тransient Analysis Limits обозначают: Run — вход в режим анализа (запуск процесса моделирования);

Add — добавление строки в перечень результатов, выводимых на экран монитора, или в виде распечатки в форме таблицы;

Delete — удаление строки, помеченной курсором, из числа выводимых на экран или в виде распечатки;

Expand — увеличивать объем текстовой информации в месте нахождения курсора;

Stepping — переходв режим варьирования параметра (компонента, моде-

ëè);

Propertieis — позволяет изменять параметры выводимой на монитор информации, принятые по умолчанию;

Help — обращение к описанию системы схемотехнического проектирования МС8.

Слева под строкой панелей вводятся числовые параметры:

Time Range — указывается конечное и начальное время расчета переходных характеристик (начальное время расчета по умолчанию принимается равным нулю);

Maximum Time Step — величина максимального шага интегрирования. Текущее значение переменного шага интегрирования определяется величиной допустимой относительной ошибки;

Number of Points — количество точек, выводимых в виде таблицы (по умолчанию принимается равными 51). Изменение количества выводимых то- чек достигается нажатием на пиктограмму в разделе вывода числовых результатов (рис. 8.28).

Нажатием на эту кнопку в текстовый выходной файл заносится таблица отсчетов функции, заданной в графе YExpression.

В столбце справа под строкой панелей располагаются опции управления результатами расчетов.

Run Options — определяют режимы:

Normal — результаты расчета не сохраняются;

Save — результаты сохраняются в бинарном файле формата: <имя файла>.TSA;

Retrieve — используются результаты, сохраненные ранее в бинарном файле, для построения графиков и вывода в форме таблиц (без нового расчета);

State Variables — установка начальных значений позволяет:

Zero — выбирать в качестве начальных значений нулевые потенциалы в узлах и токи через индуктивности;

Read — использовать в качестве начальных значения, взятые из бинарного файла формата <имя схемы>.TOP, создаваемого перед каждым вариантом расчета;

Leave — задание в качестве начальных условий результатов предыдущего расчета.

Нажатие на кнопку Operation Point обеспечивает выполнение расчета по постоянному току перед каждым расчетом переходных процессов.

В режиме Operating Point Only — производится расчет только по постоянному току.

Щелчок по кнопке Auto Scale Ranges обеспечивает автоматический выбор масштабирования по осям.

Условия, определяющие представление результатов моделирования в частотной области, задаются в нижней части диалогового окна Transient Analysis Limits.

Левее таблиц, определяющих выражения и пределы представляемых кривых на экране монитора, расположены кнопки, задающие изменение переменной по осям X и Y по линейному или логарифмическому закону. Выбор происходит при нажатии на соответствующую кнопку (крайнюю левую или вторую). Нажатием на следующую кнопку (Color) на выпадающем меню выбираем цвет выводимой на экран кривой (название кнопки высвечивается при подведении курсора к кнопке).

Âколонке Р (Plot Group) указывается номер графического окна, в котором будет построена кривая. Описание пределов изменения выводимых кривых и их характер, указываются в строке. При одновременном представлении нескольких кривых в одной системе координат, масштаб выбирается автоматически по наибольшему значению из выводимых переменных.

Âколонке X Expression указывается имя переменной, откладываемой по

îñè Õ.

При изучении переходных характеристик это время (Т), при расчете спектра сигнала с помощью преобразования Фурье или при построении амплитуд- но-частотных характеристик (АЧХ) — это частота (F).

Âколонке Y Expression приводится выражение, откладываемое по оси Y. Это может быть просто напряжение в каком-либо узле, ток через какой-либо элемент или между какими-то узлами, а так же целое выражение. Щелчком правой мыши на всплывающем меню можно выбрать тип переменной и форму его представления.

Âколонке X Range указываются максимальное и минимальное значения переменной Х на графике.

Âколонке Y Range задается максимальное и минимальное значения переменной Y на графике; если минимальное равно нулю, то его можно не указывать.

Для указанных на рис. 8.22 условий результаты моделирования в виде временных процессов на зажимах источника входного сигнала, и на нагрузках обоих типов усилителей с различными корректирующими цепями, представлены на рис. 8.23.

Из рисунка видно, что фаза выходного сигнала в обоих случаях изменилась на 180°.

Кроме того появился выброс на переходной характеристике, величину которого можно оценить, определив значение напряжения в точке минимума и момент окончания входного импульса. Аналогично сделайте оценку выброса на выходе усилителя с эмиттерной ВЧ коррекцией, исключив вначале вывод на экран монитора переходного процесса на выходе каскада с коллекторной ВЧ коррекцией, удалив в столбце Р (рис. 8.22) цифру 1, указывающую на