МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МВЭ
отчет
по лабораторной работе №1-2
по дисциплине «Основы проектирования электронной компонентной базы»
Тема: Основы проектирования электронной компонентной базы
Студент гр. 0207 _________________ Маликов Б.И.
Преподаватель _________________ Смирнов А.А.
Санкт-Петербург
2023
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является изучение основных приемов работы с программой AIM-spice.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Исследование ВАХ диода
Рис. 1 – Электрическая схема диода, необходимая для построения в AIM-Spice
Запишем исходный код:
Полученная ВАХ диода:
Рис. 2 – Прямая
ветвь ВАХ диода при Gmin
=
Изменяем
Gmin
на
и
,
получим обратные ветви ВАХ:
Рис. 3 – Обратная ветвь ВАХ диода при Gmin =
Рис. 4 – Обратная ветвь ВАХ диода при Gmin =
Рис. 5 – ВАХ реального диода
Сравнивая ВАХ характеристики реального диода и графики, построенные в AIM-Spice, делаем вывод, что модель диода в AIM-Spice приближена к реальной, о чем говорят полученные графики.
2. Пример анализа дифференциального усилителя
Запишем исходный код:
Полученные графики:
Рис. 6 – Графики синусоидального генератора
Заменим синусоидальный генератор импульсным, запишем код:
Получим следующие графики:
Рис. 7 – Временные диаграммы для импульсного генератора
Анализ схемы по постоянному току:
Рис. 8 – Передаточная характеристика при анализе по постоянному току
Анализ схемы в режиме малого сигнала:
Рис. 8 – АЧХ в режиме малого сигнала
РЕШЕНИЕ ЗАДАНИЙ
1. Найти величину тока IL, протекающего через сопротивление RL
1
2
3
5
4
0
Рис. 9 – Cхема к заданию 1
Запишем исходный код:
Полученные результаты в табличном виде:
Полученный график:
Рис. 10 – График зависимости IL от напряжения источника U1
Таким образом, анализируя полученную таблицу, делаем вывод, что при напряжении 10 В значение тока будет равно: 1,541 мА.
Ответ: 1,541 мА
2. Определите величину напряжения источника U2, при условии, что ток через R3 равен нулю
4
2
3
1
0
Рис. 11 – Схема к заданию 2
Запишем исходный код:
Полученные результаты в табличном виде:
• Для диапазона от 1 В до 10 В:
• Для диапазона от 16,65 В:
Полученный график:
16,67
Рис. 12 – График зависимости тока I3 от напряжения U2
Таким образом, величина напряжения источника U2, при условии, что ток через R3 равен нулю, равняется 16,67 В.
Ответ: 16,67 В
3. Проанализировать схему. Подобрать значение R5 так, чтобы ток через R3 был равен нулю. Возможно ли получить нулевое значение тока через R3 включением дополнительного источника напряжения параллельно или последовательно с R3?
1
3
2
0
Рис. 13 – Схема к заданию 3
Запишем исходный код:
Полученные результаты в табличном виде при R5 = 2 кОм:
Делаем вывод, что при R5 = 2 кОм ток через R3 не равен нулю.
При этом, проанализировав исходную схему задания, делаем вывод, что данная схема эквивалентна мостовой, для которой справедливо следующее соотношение:
Отсюда:
Изменим исходный код:
Полученные результаты в табличном виде при R5 = 15,2 кОм:
Полученный график:
Рис. 14 – ВАХ резистора R3
Таким образом, сопротивление резистора R5, чтобы ток через R3 был равен нулю, равняется 15,2 кОм.
Добавим источник напряжения U2, подключенный последовательно с R3:
4
U2
3
1
0
2
Рис. 15 – Схема к заданию 3 при последовательном включении источника U2
Запишем код:
Полученные результаты в табличном виде:
Полученный график:
Рис. 16 – Зависимость тока резистора R3 при последовательном подключении источником U2
Таким образом,
напряжение,
при котором ток на резисторе
равен нулю, равняется 4,58 В.
Подключим источник напряжения U2, подключенный параллельно с R3:
U2
Рис. 17 – Схема к заданию 3 при параллельном включении источника U2
Запишем код:
Полученный график:
Рис. 18 – Зависимость тока резистора R3 при параллельном подключении источника U2
Анализируя полученную зависимость, делаем вывод, что напряжение, при котором ток на резисторе равен нулю, равняется 0 В.
Ответ:
1. 15,2 кОм;
2. При последовательном соединении: 4,58 В; при параллельном соединении: 0 В.
ВЫВОД
В ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены основные инструменты и принцип работы программы AIM-Spice.
Анализируя полученные табличные данные и графики, делаем вывод, что модели в программе AIM-Spice близки к реальным.
Также, программа AIM-Spice облегчает задачу поиска необходимых параметров цепи, анализируя поведения всей схемы во всем нужном диапазоне напряжений (токов).