Фриск том 3

Рис. 7

4.2 Отредактируйте полученные графики используя кнопку Т (Text Mode). Добавьте названия, введите единицы измерения по осям и т.п..

Для помещения этих графиков в отчет нужно одновременно нажать на клавиатуре клавиши <Alt + Print Screen>, открыть отчет и нажать кнопку «Вставить».

4.3 Продолжить моделирование и построить кривую u(t)=V(Е1) и дискретный спектр

HARM(Е1) если амплитуда третьей гармоники равна 1 В.

Для перехода к схеме цепи используйте на клавиатуре клавишу F3.

Для перехода к окну Transient Analysis Limits используйте на клавиатуре клавишу F9.

Закончить моделирование.

4.4 Собрать простейшую выпрямительную схему состоящую из источника синусоидального напряжения Sine Source (Component\Analog Primitives\Waveform

Sources) с амплитудой 100 В и частотой 100 Гц (рис. 8), полупроводникового диода и

резистора 10 кОм и земли (рис. 9).

11

Рис. 8

Рис. 9

Выбор элементов можно осуществить с помощью основного меню (рис. 10).

Рис. 10

12

При вводе диода задается значение DO (рис. 11).

Рис. 11

Нажмите кнопку ОК.

Соединительные линии прочерчиваются ортогональными проводниками Wire Mode.

4.5 Щелкнуть на закладке Models находящейся в левом нижнем углу экрана и ввести следующие параметры полупроводникового диода и источника синусоидального напряжения

(рис. 12).

.MODEL V1 SIN (F=100 A=100)

.MODEL D0 D (IS=10F),

Рис. 12

где:

IS=10F ток насыщения;

F=100 Гц частота синусоидального сигнала;

13

A=100 В – амплитуда синусоидального сигнала.

При затруднениях загрузите файл L24_2.CIR.

4.6 Построить на первом графике зависимость мгновенного напряжений генератора

V(V1). На втором графике построить зависимость мгновенного напряжения на резисторе V(R1)

и на третьем графике его дискретный амплитудный спектр HARM(V(R1)).

Для этого в меню Analysis выбрать команду Transient… (рис. 13).

Рис. 13

На экране появиться окно Transient Analysis Limits. В нем задать параметры построения этих графиков, так как показано на рис. 14.

Рис. 14

Запустить построение, нажав кнопку Run.

На экране появиться зависимости мгновенных напряжений на генераторе, резисторе и

результаты расчета гармоник напряжения на резисторе.

14

Убедитесь, что напряжение на генераторе синусоидальной формы, а напряжение на резисторе имеет однополупериодную форму.

5 Обработка результатов машинного эксперимента

Сравнить кривые напряжений и спектры с аналогичными кривыми, и спектрами полученными в предварительном расчете. Сделать выводы.

6 Вопросы для самопроверки

1.Что такое спектр напряжения?

2.Почему анализируемые напряжения имеют дискретный спектр?

3.Запишите ряд Фурье и назовите его составляющие.

4.Что представляет собой равенство Парсеваля?

7 Содержание отчета

Отчет оформляется в формате MS Word 2010. Шрифт Times New Roman 14, 1,5

интервала.

Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал:

титульный лист; цель работы; результаты машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.

8Литература

1.Семенова Т.Н., Сивов В.А., Урядников Ю.Ф., Фриск В.В. Теория электрических цепей. Ч II.- М.: МТУСИ, 2000. – 57 с.

2.Добротворский И.Н. ТЭЦ. Лабораторный практикум. – М.: Радио и связь,

1990. – 216 с.

3.Каблукова М.В. Теория электрических цепей (часть 2). Конспект лекций. – М.:

МТУСИ, 2000. – 84 с.

4.Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. –М.:

СОЛОН, 1997. – 280 с.

5.Фриск В.В. Основы теории цепей. – М.: РадиоСофт, 2002. – 288 с.

15

Лабораторная работа № 29

Моделирование на ЭВМ конвертора отрицательного сопротивления

1 Цель работы

С помощью машинного эксперимента получить величины входного сопротивления конвертора отрицательного сопротивления (КОС) при различных величинах сопротивления нагрузки.

Экспериментально исследовать частотные характеристики реактивной составляющей входного сопротивления КОС.

2 Задание для самостоятельной подготовки

Изучить основные положения теории активных четырехполюсников стр. 214-217 [1],

стр. 64-65 [2], стр. 407-409 [3]; выполнить предварительный расчет; письменно ответить на вопросы для самопроверки. Познакомится с возможностями схемотехнического моделирования

[4].

3 Предварительный расчет

3.1 Вычислить входное сопротивление КОС если сопротивление нагрузки принимает следующие значения RH=10, 20, 30, 40, 50 Ом принять K=1, 2, 3, 4, 5 (рис. 1).

Рис. 1

Результаты расчета занести в таблицу 1.

16

3.2 Подобрать величины сопротивлений КОС R1 и R2 (рис. 2) удовлетворяющих данным

RH и K из предыдущего пункта.

Рис. 2

Полученные данные занести в таблицу 1.

3.3 Построить временные зависимости RВХ=f(t)= –K*RH, где t [0; 5] c для пяти пар K и RH взятых из таблицы 1. Пример одной такой зависимости показан на рис. 3.

17

Рис. 3

3.4 Выведите формулу мнимой части входного сопротивления от частоты заменив в КОС

(рис. 2) резистор R1 на конденсатор C1, (рис. 4).

Рис. 4.

Рассчитайте входную емкость и постройте график частотной характеристики Im[ZBX(f)], R2=RH=10 Ом, С1=230 нФ, f [1; 10] кГц. Полученные данные занести в таблицу 1.

3.5 Выведите формулу мнимой части входного сопротивления от частоты заменив в КОС

(рис. 2) резистор R2 на конденсатор C1 (рис. 5).

18

Рис. 5

Рассчитайте входную индуктивность и постройте график частотной характеристики Im[ZBX(f)], R1=RH=10 Ом, С1=230 нФ, f [1; 10] кГц. Полученные данные занести в таблицу 1.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Запуск программы схемотехнического моделирования Micro-Cap

Включить ЭВМ и запустить программу Micro-Cap

C:\MC10DEMO\mc10demo.exe или

ПУСК\Все программы\Micro-Cap 10 Evaluation\Micro-Cap 10 Evaluation.

В появившемся окне Micro-Cap Evaluation Version (рис. 6) собрать исследуемую схему

(рис. 2).

19

Рис. 6

4.2 Сборка схемы КОС

Соберем схему КОС содержащий операционный усилитель с двумя обратными связями (рис. 2).

4.2.1 Ввод батарей

Ввести источник постоянного напряжения V1=1 В.

Выберите Battery (рис. 7) или откройте меню Component\Analog Primitives\Waveform Sources\Battery.

Рис. 7

Курсор примет форму графического изображения батареи. Поместите его на рабочее окно, так как показано на рис. 8.

20