Frisk_1_tom
.pdf130 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
4.1 Запуск программы схемотехнического моделирования Micro-Cap
Включить ЭВМ и запустить программу Micro-Cap
C:\MC8DEMO\mc8demo.exe
èëè
ПУСК\Все программы\Micro-Cap Evaluation 8\Micro-Cap Evaluation 8.0.
В появившемся окне Micro-Cap 8.1.0.0 Evaluation Version (рис. 3) собрать схему для получения ЧМ-сигнала (рис. 2).
Ðèñ. 3
4.2Сборка схемы
4.2.1Ввод источника ЧМ-напряжения
Откройте меню Component\Analog Primitives\Waveform Sources и выберите Voltage Source (ðèñ. 4).
Курсор примет форму графического изображения источника. Поместите его на рабочее окно так, как показано на рис. 5.
Зафиксируйте это положение, щелкнув левой клавишей мыши. Появится окно Voltage Source. Выберите закладку ЧМ-сигнала SFFM (Signal Frequency FM). Нажмите кнопку Modulate2. Введите следующие данные источника DC = 0, V0 = 0, MI = 10, ACmagnitude = 0, VA = 1, FM = 20k, АСPhase = 0 и F0 = 250k (рис. 6).
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени (рис. 7).
Лабораторная работа ¹ 9 |
131 |
|
|
Ðèñ. 4
Ðèñ. 5
Ðèñ. 6
132 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Ðèñ. 7
Закройте это окно, щелкнув на кнопке Закрыть. Нажмите кнопку ÎÊ (ðèñ. 6).
4.2.2 Ввод земли
Откройте меню Component\Analog Primitives\Connectors и выберите землю
Ground (ðèñ. 8).
Ðèñ. 8
Лабораторная работа ¹ 9 |
133 |
|
|
Установите землю, снизу от источника V1 (ðèñ. 9).
В случае возникновении проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса (http://frisk.newmail.ru/) файл L9.CIR (File\Open...) (ðèñ. 10).
Ðèñ. 9 |
Ðèñ. 10 |
4.3 Построение ЧМ-сигнала и его спектра при различных коэффициентах модуляции
4.3.1 Построение ЧМ-сигнала при m = 10
Убедитесь, что введены все элементы правильно. Добавьте необходимые текстовые пояснения (рис. 11).
Ðèñ. 11
Получите зависимость ЧМ-сигнала от времени. Для этого в меню Analysis выберите команду Transient... (ðèñ. 12).
На экране появиться окно Transient Analysis Limits, в котором задайте параметры построения требуемых графиков так, как показано на рис. 13.
Time Range — 40u интервал времени (40 мкс).
134 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Ðèñ. 12
Ðèñ. 13
Maximum Time Step — 0.001u максимальный временной шаг (0,001 мкс). X Range è Y Range — Auto автоматическое масштабирование.
P — 1 номер окна, в котором будет построен график. X Expression — t аргумент функции.
Y Expression — V(V1) параметр построения. Запустите построение, нажав кнопку Run.
На экране появиться график (рис. 14) зависимости ЧМ-сигнала от времени при коэффициенте модуляции m = 10.
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сделайте вывод о форме полученного ЧМ-сигнала.
Замечание. Если кривые не появились, то на клавиатуре нажмите клавишу F9 и убедитесь, что все величины для построения графика введены правильно. Нажмите вновь кнопку Run.
4.3.2 Построение ЧМ-сигнала при при m = 0
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Введите коэффициент модуляции MI = 0 (m = 0).
Повторите машинный эксперимент. Постройте ЧМ-сигнал при коэффициенте модуляции равным нулю (режим отсутствия модуляции) (рис. 15).
Лабораторная работа ¹ 9 |
135 |
|
|
Ðèñ. 14
Ðèñ. 15
Полученный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сделайте вывод о форме полученного ЧМ-сигнала.
4.3.3 Построение спектра ЧМ-сигнала при m = 0
Постройте линейчатый спектр полученного ЧМ-сигнала при MI = 0 (m = 0). На клавиатуре нажмите клавишу F9. В появившемся окне Transient Analysis Limits нажмите кнопку Add. Добавиться строка для второго графика. Введите частотный диапазон так, как это показано на рис. 16.
P — 2 номер окна в котором будет построен спектр.
136 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Ðèñ. 16
X Expression — f аргумент функции (частота).
Y Expression — HARM(V(V1)) построение спектра.
X Range — 300k,200k,10k интервал частот от 200 кГц до 300 кГц с шагом 10 кГц.
Y Range — Auto автоматическое масштабирование. Запустите построение, нажав кнопку Run.
На экране появиться график (рис. 17) зависимости ЧМ-сигнала от времени и его спектр при коэффициенте модуляции m = 0 (режим отсутствия модуляции).
Ðèñ. 17
Полученные графики занесите в соответствующий раздел отчета. Сделайте вывод о частотном составе ЧМ-сигнала.
4.3.4 Построение спектра ЧМ-сигнала при большом индексе модуляции
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Увеличьте коэффициент модуляции MI = 10 (m = 10).
Лабораторная работа ¹ 9 |
137 |
|
|
Постройте ЧМ-сигнал и линейчатый спектр данного ЧМ-сигнала при большом индексе модуляции.
Полученные графики занесите в соответствующий раздел отчета. Сделайте вывод о частотном составе ЧМ-сигнала.
4.3.5 Построение спектра ЧМ-сигнала при малом индексе модуляции
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Уменьшите коэффициент модуляции MI = 0.1 (m = 0,1).
Постройте ЧМ-сигнал и линейчатый спектр данного ЧМ-сигнала при малом индексе модуляции.
Полученные графики занесите в соответствующий раздел отчета. Сделайте вывод о частотном составе ЧМ-сигнала.
5 Обработка результатов машинного эксперимента
Сравнить полученные ЧМ-сигналы и их спектры с аналогичными кривыми, полученными в предварительном расчете. Сделать вывод.
6 Вопросы для самопроверки
1.Каков спектральный состав однотонального ЧМ-сигнала?
2.Как расположены спектральные компоненты однотонального ЧМ-сиг- нала относительно несущей частоты.
3.Чему равна практически ширина спектра ЧМ-сигнала при больших значениях индекса модуляции?
4.Поясните различие амплитудной и частотной модуляций?
5.Каков принцип работы ЧМ-радио?
7 Содержание отчета
Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, полуторный интервал.
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.Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. шк., 1983. 536 с.
2.Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.
Лабораторная работа ¹ 10
Исследование на ЭВМ RC-генератора
1 Цель работы
С помощью программы Micro-Cap исследовать низкочастотный RC-гене- ратор на биполярном транзисторе.
2 Задание для самостоятельной подготовки
Изучить основные положения теории цепей о RC-генераторах стр. 183—190 [1], стр. 295—299 [2] и стр. 153—154 [3]. Выполнить предварительный расчет, письменно ответить на вопросы для самопроверки.
3 Предварительный расчет
3.1. Рассчитать и построить фазочастотную характеристику (ФЧХ) ϕ 1(f) однозвенной фазосдвигающей RC-цепи (рис. 1). Рассчитать частоту f60°, при которой фаза ϕ 1(f60°) = 60°.
Ðèñ. 1
R = 2,2 êÎì;
C = 10 íÔ;
f [1, 20] кГц — текущая частота; j = −1 — мнимая единица;
|
|
|
1 |
|
ϕ |
1 |
(f ) = arctg |
|
— ФЧХ однозвенной фазосдвигающей цепочки; |
|
||||
|
|
|
2π fRC |
f60° — частота, при которой фаза равняется 60°; U1 — комплексное входное напряжение;
Лабораторная работа ¹ 10 |
139 |
|
|
U2 — комплексное выходное напряжение;
H — комплексная передаточная функция напряжения;
H(f) — модуль (АЧХ) комплексной передаточной функции напряжения. Полученные данные занести в таблицу 1.
3.2. Рассчитать и построить ФЧХ ϕ 2(f) двухзвенной фазосдвигающей RC-цепи (рис. 2). Рассчитать частоту f120°, при которой фаза ϕ 2(f120°) = 120°.
Ðèñ. 2
Полученные данные занести в таблицу 1.
3.3. Рассчитать и построить ФЧХ ϕ 3(f) трехзвенной фазосдвигающей RC-цепи (рис. 3). Рассчитать частоту f180°, при которой фаза ϕ 3(f180°) = 180°.
Ðèñ. 3
Полученные данные занести в таблицу 1.
3.4. Рассчитать частоту генерации fÃÅÍ RC-генератор (рис. 4). Полученное значение занести в таблицу 1.
Ðèñ. 4 |