II. Описание лабораторного стенда

Требуется описание

III. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА (СМЕННОГО БЛОКА)

Требуется описание со схемой и рисунком внешней панели

IV. Расчет резисторного каскада предварительного усиления.

Расчетные формулы:

ОСЧ:

ОВЧ:

ОНЧ:

V. Моделирование резисторного каскада

Проверка наличия ошибок в схеме выполняется сразу после создания схемы в ручном режиме. Для определения типичных ошибок, связанных с неправильными соединениями элементов схемы (обрывы проводов) необходимо нажать на пиктограмму с желтым треугольником.

В случае наличия в схеме разрыва контактов, место разрыва будет показано желтыми треугольниками прямо на схеме устройства.

Проверка режима по постоянному току выполняется с помощью выбора команды Dynamic DC в меню Analysis. Используйте кнопки пиктограммы на панели инструментов. При их нажатии на схеме появляются значения измеряемых величин.

Проверка работы каскада на переменном токе.

Перед тем, как снимать характеристики усилителя и исследовать влияние различных элементов на его работу, необходимо убедится в работоспособности усилителя. Для этого нужно посмотреть сигналы на его входе и выходе. Форма выходного сигнала должна повторять входной сигнала, т.к. при наличии серьезных искажений снимать характеристики усилителя просто бессмысленно.

Наблюдать форму входного и выходного сигнала можно, выбрав режим Transient в меню Analysis. В установках режима следует указать время наблюдения (рекомендуется установить это время так, чтобы наблюдать 2-3 полных периода сигнала) и количество точек измерения (рекомендуемое число – от 400 до 1000, чем больше это число, тем точнее представление кривых на экране, но тем больше время обработки данных). При выборе наблюдаемых сигналов следует задать номера именно тех узлов, которые соответствуют входу и выходу измерительного каскада. Т.к. сигналы будут иметь разные амплитуды, то проще всего задать разные графики для входного и выходного сигнала и автоматический выбор параметров отображения сигналов (как это показано на рисунке ниже).

В случае же проведения каких либо измерений в этом режиме, параметры отображения нужно устанавливать такие, которые обеспечивают наилучшее отображение интересующего нас сигнала.

Если все параметры установлены верно, на экране будет отображено изображение подобное показанному ниже.

Как видим, выходной сигнал по форме соответствует входному, следовательно, можно проводить дальнейшее исследование каскада.

При любых изменениях схемы рекомендуется сначала убедиться в работоспособности усилителя, т.е. в присутствии на его выходе надлежащего сигнала, и лишь затем производить снятие любых характеристик!

Режим анализа АЧХ.

Для анализа частотных характеристик выберите режим AC в меню Analysis.

Для исследования АЧХ окно пределов измерения:

Для корректного отображения кривой АЧХ и исследования влияния элементов схемы на коэффициент усиления и сквозной коэффициент усиления необходимо в окнах «Y Expression» правильно указать номера узлов входа и выхода усилительного каскада. Для частотного диапазона наилучшим представляется логарифмический масштаб. Масштаб выходных величин (логарифмический или линейный) выбирается по собственному желанию (соответственно, коэффициент усиления будет измеряться в децибелах или в абсолютных единицах). Подход к выбору количества точек таков же, как и при исследовании формы сигнала.

Диапазоны измеряемых величин изначально рекомендуется установить «AutoAlways», при исследовании какой-либо части частотного диапазона или нужного диапазона изменения сигнала, необходимые значения устанавливаются уже вручную.

Для проведения исследований влияния различных элементов на работу каскада, проще всего воспользоваться режимом «Stepping».

Режим Stepping.

В этом режиме есть возможность снятия графиков при пошаговом изменении величины какого-либо из элементов схемы.

На рисунке показан пример изменения емкости C4 от 100 мкФ до 0,1 мкФ с шагом -50 мкФ.

Для того, чтобы запустить исследование, нужно нажать кнопку «ОК», а затем иконку пуска (зеленый треугольник в окне «AC Analysis»).

Соответствующее этим данным изображение АЧХ и ФЧХ приводится ниже:

Затем, приняв решение о диапазонах изменения входных и выходных величин, обеспечивающих получение точных и достоверных результатов исследования, необходимо установить нужные параметры окон «AC Analysis» и «Stepping» и провести собственно исследование.

Значения, указанные в задании на моделирование, являются всего лишь стартовыми, исходными данными. Конкретные величины, обеспечивающие достоверные результаты исследования, выбираются самим исследователем.

После снятия графиков делаются выводы о влиянии данного элемента схемы на АЧХ.

Для этого нужно составить таблицу и график зависимости конкретного параметра усилителя (коэффициента усиления, значения нижней частоты среза и т.д.) от номинала данного элемента.

ВНИМАНИЕ! Наличие резких изломов на графике зависимости означает, что исследование было проведено некорректно, и его надо переделать.

Все результаты исследования должны быть отражены в выводах по работе.