Учебка / Фриск том 2

обычно зеленым цве-том, компонент или соответствующий текст на принципиальной схеме и затем, войдя в меню EDIT, выбирают CUT и удаляют необходимые атрибуты. Возникающие труднос-ти при удалении элементов или вводе новых устраняются с использованием программы HELP главного меню.

4.2.1 Режимы работы транзисторов по постоянному току

Закончив ввод компонентов принципиальной схемы и, проверив их значение, нажа-

тием кнопки (рис.8.2.29) Node Numbers (номера узлов) в окне схем определяют узлы, на которые подаются или с которых снимаются напряжения. Запомнив, или записав их, переходят в режим анализа усилителя по постоянному току, последовательно выполнив

(рис.8.2.30) . На выпадающем подменю

(рис.8.2.31) (рис.8.8)

Токи в ветвях

Напряжения в узлах

Рис.8.8

активирована кнопка «Напряжения в узлах», что позволяет рассчитывать напряжения для выбранной в строке (рис.8.2.32) температуры 27оС (или списка значений). Выбор режима Place Text (установка метки) позволяет получать на экране монитора, одновременно с величиной напряжения в узлах, значения температуры, при которой они

определены. Как показано на рис.8.8 активизированы кнопки (рис.8.2.33), что по-

зволяет отображать в окне схем условия анализа, например

(рис.8.2.34) ( (рис.8.2.35) анализ схемы на постоянном токе, для температуры 27оС и отображением постоянных напряжений в узлах) с сохранением присвоенных программой

позиционных обозначений (рис.8.2.36) компонентов. Для получения значений постоянных токов в цепях принципиальной схемы (рис.8.3) необходимо повторно нажать на

(рис.8.2.38). Активизация кнопки (рис.8.2.39), позволяет выводить на экран значения мощности постоянной составляющей, выделяющейся на резисторах. Цифровое значение в

процентах, в окне строки (рис.8.2.40) , указывает на возможность ступенчато изменять значение сопротивления резистора или источника на 10% от номинального, заменой постоянных резисторов на переменные. Это происходит всякий раз выбором на клавиатуре кнопки Up Arrow или Down Arrow , при условии предва-

рительной активизации выбранного компонента, нажатием на пиктограмму (рис.8.2.41) -“изменение режима “ в окне схем.

Убедитесь в соответствии режимов транзисторов Q4, Q5, указанных в задании, и при необходимости проведите коррекцию. При этом нумерация компонентов может отличать-

480

ся, от приведенной на рис.8.9, и это не требует редактирования. Однако это следует учесть при анализе свойств преобразователя в частотной или временной области.

Рис.8.9

Определите значения токов в ветвях и оцените степень отличия их значений от требуемых в п.4.1. Она не должна превышать одного процента.

Примечание: при правильном вводе значений компонентов принципиальной схемы преобразователя частоты, режимы работы транзисторов по постоянному току должны соответствовать, указанным в на рис.8.9.

4.2.2 Настойка резонансного контура в нагрузке ПрЧ

Для настройки контура в нагрузке ПрЧ на промежуточную частоту fпр0 = 465 кГц используем принципиальную схему (рис.8.10)

Колебательный контур в нагрузке ПрЧ (L1,L2 и С4, R25) должен быть настроен на промежуточную частоту (fпр0 = 465 кГц) равную разности частот входного сигнала и опорного генератора. Значения амплитуд и частот источников внешнего воздействия заданы при вводе параметров источников гармонических сигналов (рис.8.6). Неидеальность источников (наличие внутреннего сопротивления) отражено включением в схему резисторов R23 и R24, соответственно. При проведении анализа в частотной области вне зависимости от типа и параметров подключенных ко входу источников сигналов расчет всегда проводится для гармонического воздействия с амплитудой 1 В. Диапазон изменения час-

тоты источника воздействия определяется в строке Frequency Range подменю AC Analysis

Limits.

Анализ частотных свойств оконечного каскада обеспечивают последовательным вы-

полнением команд: Analysis → AC…→ AC Analysis Limits → Run, в окне схем.

481

определения верхней частоты подинтервала. При линейном законе

разбиения частотного (рис.8.2.43) интервала

число

подинтервалов определяется строкой Number of

Points (рис.8.2.44) . Используя линейку прокрутки можно

установить автоматический выбор шага, определяемый точностью интегрирования в процентах на каждом шаге интегрирования (указывается в строке Maximum Change %),

Number of Points — количество точек в заданном частотном интервале, в котором производится расчет частотных характеристик и полученные значения

Теmperature–диапазон изменения температур (может задаваться одно значение, при которой проводится анализ),

Maximum Change %–максимально допустимое приращение функции на интервале шага по частоте (учитывается только при автоматическом выборе шага– активизация процедуры Auto Scale Ranges),

Noise Input–имя источника шума, подключенного ко входу усилителя,

Noise Output–номер (а) выходных зажимов, где вычисляется спектральная плотность напряжения шума,

Run Options–определяет способ хранения полученных результатов: Normalрезультаты расчетов не сохраняются,

Save — результаты сохраняются на жестком диске, Retrieve–использование результатов расчета, хранящегося на жестком диске, для вывода на экран монитора,

State Variables – задание начальных условий интегрирования

На экран монитора, в соответствии с рис.8.11, выводится частотная зависимость коэффициента усиления по напряжению (Plot 1, YExpression) как разность напряжений в узлах 28 и 27 (V(28)-V(27)), отнесенная к напряжению на входе (V(24)). Область частот (XExpression -F), в которой проводится анализ, определяется форматом: максимальное значение выводимой переменной, ее минимальное значение и шаг сетки значений.

Аналогично задаются условия при выводе на экран монитора значений коэффициента усиления. Характер изменения значений по осям – линейный, что выбирается нажатием

двух левых крайних кнопок (рис.8.2.46) в каждой строке выводимых значений.

Вход в режим анализа частотных свойств ДУ производится нажатием кнопки

(рис.8.2.47). (Замечание: обратите внимание на то, что номера узлов в подменю

(рис.8.2.42) указаны для принципиальной схемы (рис.8.10);самостоятельный ввод схемы может привести к изменению нумерации узлов, что необходимо учесть в YExpression).

На графике АЧХ смесителя определите максимальный коэффициент усиления по напряжению на резонансной частоте. Для этого на нижней строке окна результатов активи-

зируйте пиктограмму (рис.8.2.48) (Peak).

Как видно из рис.8.11, резонансная частота контура отличается от fпр и для обеспечения их равенства необходимо изменить параметры контура (например, значение конденсатора С4), заменяя величину емкости некоторым новым значением или, используя режим ва-

кнопку (рис.8.2.49), войдите в подменю (рис.8.2.50) (рис.8.12)

483

ки, в окне (рис.8.2.71) выбираем величину С4 при котором, максимум одной из

АЧХ расположен ближе всего к значению fпр = 465 кГц, и нажатием на кнопку (рис.8.2.72) выбираем соответствующую кривую (выделяется цветом). Используя кнопку Peak в окне результатов, с помощью правой кнопки мыши определяем максимальное значение для выбранной кривой (соответствующего значения С4). Добившись значения резонансной частоты контура равного fпр0 = 465 кГц с точностью не менее ± 0,5 кГц, установите выбранное значение в схему ПрЧ и определите полосу пропускания фильтра преобразователя.

На полученном графике результатов анализа (аналог рис.8.11) определите граничные частоты полосы пропускания преобразователя (f нч, f вч,) для величины линейных искаже-

ний М = М* = 2 или 3 дБ . Для этого необходимо активизировать пиктограмму

(рис.8.2.68) (Peak), а затем нажать на пиктограмму (рис.8.2.73) (Go To Y) и на выпа-

(рис.8.2.75) указать значение, соответствующее уровню меньше в 2 раз максимального.

Поочередно нажав на кнопки (рис.8.2.76), (рис.8.2.72) получите значения, соответствующие, например f нч и f вч. Значение полосы пропускания фильтра указывается в столбце Delta нижней строки окна результатов.

Приведите распечатку принципиальной схемы ПрЧ для значения С4, соответствующей точной настройке контура ПрЧ на fпр0 = 465 кГц и значение полосы пропускания фильтра.

4.2.3 Временные характеристики и спектр напряжения на выходе ПрЧ

Исследование свойств ПрЧ, реализованного с применением универсального аналогового перемножителя сигналов во временной области проводится с применением принципиальной схемы (рис.8.14) и воздействии на входе гармонического напряжения с амплиту-

дой U вх = 20 мВ.

Источник опорного напряжения (гетеродина), формирует гармоническое напряжение с амплитудой U г = 100 мВ.

Форма напряжения преобразованного сигнала для указанных значений амплитуд воздействующих напряжений и его спектр получается последовательным выполнением ко-

манд в окне схем: Analysis, Transient…, Transient Analysis Limits, Run (рис.8.15).

Значения пределов анализа и исходные условия, вид кривых, выводимых на экран монитора, описаны в подменю (рис.8.2.77) (рис.8.15)

Кнопки на верхней строке означают: (рис.8.2.47) — вход в режим анализа

- (рис.8.2.78) добавление строки, в перечень выводимых на экран монитора, содержание которой определяется положением курсора перед нажатием кнопки,

(рис.8.2.79) — удаление строки, выводимых на экран монитора результатов, номер которой

определяется положением курсора перед нажатием кнопки,

(рис.8.2.80) — ввод дополнительной информации в окно, определяемое положением курсора,

(рис.8.2.49) — подменю, реализующее пошаговое изменение параметров компонентов принципиальной схемы по закону, определяемому свойствами подменю

486

анализе во временной области (изменение перечня выводимых кривых, цвета, расчет спектральных характеристик любой из выводимых зависимостей и др.)

(рис.8.2.67) — файл помощи. Окно

(рис.8.2.82) определяет пределы временного анализа; задается в формате:

верхняя граница, нижняя границ, шаг разбиения всего интервала анализа (можно задавать только верхний предел, что означает наличие только верхней границы анализа, например, t = 200 мксек, с нижней границей t =0),

(рис.8.2.83) — максимальный шаг разбиения заданного интервала анализа.

Система МС9 выбирает наибольший интервал интегрирования, ограниченный лишь точностью, составляющей по умолчанию 0,01 на каждом интервале,

(рис.8.2.84) — число точек выводимых на печать (вместо изображения кривой

на экране монитора) при активизации пиктограммы (рис.8.2.45) в соответствующей строке,

(рис.8.2.85) — указывается температура, при которой проводится анализ,

или список температур, или закон ее изменения, (рис.8.2.86) — указывает число повторений вывода на экран монитора

результатов расчета, ранее сохраненных, при выборе в окне (рис.8.2.87) (ва-

рианты

расчета) с помощью линейки прокрутки опции Retrieve (восстановление)

- (рис.8.2.88) выбор с помощью линейки прокрутки способа

расчета выводятся на экран монитора без сохранения их на диске, Save – сохранение, результаты не выводятся на экран, а записываются на диске, Retrieve – восстановление, когда результаты расчета, записанные ранее на диске выводятся на экран, как полученные при моделировании,

(рис.8.2.90) — начальные значения переменных, используе-

мых при моделировании,

(рис.8.2.91) выбор строки предполагает использование в качестве начальных значений переменных

(рис.8.2.92) — нулевые (наиболее часто используемый вариант),

(рис.8.2.93) — считывать ранее записанные значения,

(рис.8.2.94) — однократно использовать текущие значения,

- (рис.8.2.95) расчет проводится количество раз, указанное в строке

(рис.8.2.96) для начальных значений, рассчитанных по постоянному току, перед первым анализом во временной области.

(рис.8.2.97) — расчет режимов АЭ в рабочей точке по постоянному току,

488