Frisk_1_tom
.pdf
140 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
||
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По предварительному расчету |
Получено экспериментально |
|
Что определяется |
|
|
|
|
|
|
|
Частота, кГц |
Частота, кГц |
|
f60°
f120°
f180°
fÃÅÍ
4 Порядок выполнения работы
На рис. 4 показана схема RC-генератора, представляющая собой однокаскадный транзисторный усилитель на биполярном транзисторе, между входом и выходом которого включена трехзвенная фазосдвигающая цепочка (рис. 3).
Элементы R и С фазосдвигающей цепочки должны быть подобраны так, чтобы на одной частоте fÃÅÍ фаза поворачивалась на 180°. Следовательно, каждая RC-цепочка должна сдвигать фазу на 60°.
Заметим, что номинал резистора R3 равняется параллельному соединению R, R7 и входному сопротивлению транзистора.
В реальном генераторе частота генерации зависит от многих параметров. Приближенно частоту генерации RC-генератора можно рассчитать по формуле
fÃÅÍ = |
1 |
|
. |
|
2π |
|
|
||
6RC |
||||
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. 5) собрать схему однозвенной фазосдвигающей цепочки (рис. 1).
Лабораторная работа ¹ 10 |
141 |
|
|
Ðèñ. 5
4.2Сборка схемы
4.2.1Ввод источника синусоидального напряжения
Ввести источник синусоидального напряжения с амплитудой Um = 1 В (A = 1) и рабочей частотой f60°, полученной в предварительном растете
(F = f60°).
Откройте меню Component\Analog Primitives\Waveform Sources и выберите Sine Source (ðèñ. 6).
Ðèñ. 6
Курсор примет форму графического изображения источника. Поместите его на рабочее окно так, как показано на рис. 7. Зафиксируйте это положение, щелкнув левой клавишей мыши. Появиться окно Sine Source. Введите 1
142Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ
âîêíå Value, â îêíå F значение рабочей частоты, полу- ченной в предварительном расчете, в окне RS введите 0 (рис. 8).
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени (рис. 9).
Закройте это окно, щелкнув на кнопке Закрыть. Íà-
Ðèñ. 7 |
жмите кнопку ÎÊ (ðèñ. 8). |
Ðèñ. 8
Ðèñ. 9
Лабораторная работа ¹ 10 |
143 |
|
|
4.2.2 Ввод земли
Откройте меню Component\Analog Primitives\Connectors и выберите землю
Ground (ðèñ. 10).
Установите землю, снизу от источника V1 (ðèñ. 11).
Ðèñ. 10 |
Ðèñ. 11 |
4.2.3 Ввод резистора
Откроите меню Component\Analog Primitives\Passive Components и выберите команду резистор Resistor (ðèñ. 12).
Ðèñ. 12
144 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Курсор примет форму резистора (прямоугольник с выводами). Поместите его на рабочее окно возле источника и щелкните левой кнопкой мыши. Появиться окно Resistor (ðèñ. 13).
Ðèñ. 13
 îêíå Value введите значение сопротивления 2,2 кОм (2.2k), установите галочку у Show и нажмите кнопку OK.
4.2.4 Ввод конденсатора
Откроите меню Component\Analog Primitives\Passive Components и выберите команду конденсатор Capacitor (ðèñ. 14).
Ðèñ. 14
Лабораторная работа ¹ 10 |
145 |
|
|
Курсор примет форму конденсатора (две параллельные линии с выводами). Поместите его на рабочее окно, возле источника и щелкните левой кнопкой мыши. Появиться окно Capacitor (ðèñ. 15). Â îêíå Value введите значение емкости 10 нФ (10n), установите галочку у Show и нажмите кнопку OK.
В окне редактора появиться следующее изображение (рис. 16).
Ðèñ. 15
Ðèñ. 16
146 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
4.2.5 Ввод проводников
Соедините все элементы проводниками. Для этого нажмите на кнопку ввода ортогональных проводников Wire Mode и, удерживая левую кнопку мыши, «прочертите» соединяя необходимые полюсы элементов (рис. 17).
В случае возникновении проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса (http://frisk.newmail.ru/) файл L10_1.CIR (File\Open...) (ðèñ. 18).
Ðèñ. 17 |
Ðèñ. 18 |
4.3Моделирование RC-генератора
4.3.1Построение ФЧХ однозвенной фазосдвигающей RC-öåïè
Убедитесь, что введены все элементы правильно.
Получите зависимость ФЧХ однозвенной RC-цепи от частоты. Для этого в меню Analysis выберите команду AC... (ðèñ. 19).
На экране появиться окно AC Analysis Limits, в котором задайте параметры построения требуемого графика так, как показано на рис. 20.
Frequency Range — 20k,1k диапазон частот (1...20 кГц). Number of Points — 3000 количество точек частоты.
P — 1 номер окна, в котором будет построен график. X Expression — f аргумент функции.
Y Expression — ph(V(R1)) параметр построения (ФЧХ).
X Range — диапазон постарения по оси «Х» оси 20k, 1k, 0.5k (5...20 кГц с шагом 0,5 кГц).
Y Range — диапазон постарения по оси «Y» оси 100, 0, 10 (0...100° с шагом 10°).
Запустите построение, нажав кнопку Run.
На экране появиться график ФЧХ однозвенной RC-цепи (рис. 21).
Лабораторная работа ¹ 10 |
147 |
|
|
Ðèñ. 19
Ðèñ. 20
Ðèñ. 21
148 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Определите частоту, при которой фаза равна 60°.
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.
Для точного определения частоты, при которой фаза равна 60°, нажмите на клавиатуре одновременно клавиши <Shift+Ctrl+Y>. В появившейся форме Go To Y введите 60 (рис. 22).
Ðèñ. 22
Нажмите клавишу Left и затем Close.
4.3.2 Построение ФЧХ двухзвенной фазосдвигающей RC-цепи
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Аналогич- но введите второе звено (рис. 23).
Повторите машинный эксперимент. Получите зависимость ФЧХ двухзвенной RC-цепи от частоты.
Полученный график занесите в соответствующий раздел отчета. Определите частоту, при которой фаза равна 120°.
Замечание. Установить в окне Y Expression — ph(V(R2)) (ðèñ. 20).
Ðèñ. 23 |
Ðèñ. 24 |
Лабораторная работа ¹ 10 |
149 |
|
|
В случае возникновении проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса (http://frisk.newmail.ru/) файл L10_2.CIR (File\Open...) (ðèñ. 24).
4.3.3 Построение ФЧХ трехзвенной фазосдвигающей RC-цепи
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Аналогич- но введите третье звено (рис. 25).
Повторите машинный эксперимент. Получите зависимость ФЧХ трехзвенной RC-цепи от частоты.
Полученный график занесите в соответствующий раздел отчета. Определите частоту, при которой фаза равна 180°.
Замечание. Установить в окне Y Expression — 360+ph(V(R3)) (рис. 20) +360° для того, чтобы график уместился во втором квадранте.
В случае возникновении проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса (http://frisk.newmail.ru/) файл L10_3.CIR (File\Open...) (ðèñ. 26).
Ðèñ. 25 |
Ðèñ. 26 |
Запустите построение, нажав кнопку Run.
Полученные данные и график занесите в соответствующий раздел отчета.
4.3.4 Моделирование RC-генератора
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Введите схему RC-генератора на биполярном транзисторе (рис. 4).
4.3.4.1 Ввод транзистора
Введите параметры n-p-n транзистора КТ316В. Щелкните на закладке Text и введите модель данного транзистора (рис. 27).