Методика выполнения лабораторной работы

1.Войти в систему OrCAD release 9, далее в программу графического редактора Schematics. Эта программа позволяет ввести описание электрической схемы в графиче- ском режиме.

1.1.Для выбора NPN-транзистора и размещения его на экране войти в меню DRAW

→get new part →Libraries и выбрать строку breakout.slb → QbreakN. На экране появит-

ся символ NPN-транзистора, который необходимо привязать к определенному месту нажа- тием левой клавиши на мышке. Разместить на экране необходимое количество транзисто- ров. Для поворота символа обозначения транзистора сначала выбрать нужный транзистор, подведя под него стрелку курсора, и затем нажать левую клавишу на мышке. Далее войти в меню Edit → Rotate.

1.2.Для выбора резистора войти в меню DRAW → get new part → Libraries и вы- брать строку analog.slb → R. Появившийся на экране символ резистора размещается на экране в нужное место.

1.3.Для выбора источников войти в меню DRAW → get new part → Libraries и вы- брать строку source.slb → VSRC (для задания источников постоянного напряжения V1,V2, VDD), VPULSE (для задания импульсных источников напряжения VA,VB), ISRC (для задания постоянного источника тока I1). Появившиеся на экране символы размеща- ются на экране в нужные места.

1.4.Для задания «земли» войти в меню DRAW → get new part → Libraries и выбрать строку port.slb → AGND.

1.5.Для соединения размещенных элементов войти в меню DRAW → WIRE. Соеди- нение элементов выполняется в соответствии с электрической схемой «склевыванием» выводов элементов и точек поворота левой клавишей мышки. При завершении соедине- ния точка «склевывается» дважды.

2.Задание параметров размещенных элементов.

2.1.Для введения параметров резисторов выбрать их поочередно двойным щелчком левой клавиши мышки и задать номинальное значение сопротивления в омах. Например: 20 Ом → 20; 2,5 кОм → 2.5к.

2.2.Для введения параметров источников постоянного тока I1 выбрать его двойным

щелчком левой клавиши мышки и задать тип источника dc и номинальное значение тока в амперах. Например: 1 мА → 1m.

2.3.Для введения параметров источников постоянного напряжения выбрать их пооче-

редно двойным щелчком левой клавиши мышки и задать тип источника dc и номинальное значение напряжения в вольтах.

Например: V1 = 1,6 В → V1 dc 1.6; V2 = 3,2 В → V2 dc 3.2;

VDD = 5 В → VDD dc 5.

2.4. Для введения параметров источников импульсного напряжения VA, VB выбрать их поочередно двойным щелчком левой клавиши мышки и задать тип источника pulse, значения параметров.

Например: минимальное значение напряжения V1=2.8 максимальное значение напряжения V2=3.6

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

2.5. Для введения параметров транзисторов выбрать их поочередно двойным щелчком левой клавиши мышки и задать имя модели транзистора:

Например: QbreakN

2.5.1. Для описания параметров модели транзисторов необходимо создать текстовый файл (в любом текстовом редакторе) с расширением *.lib в одной директории с основны-

ми библиотеками системы OrCAD (т.е. в D:/ekt3/Work//Library/Pspice/*.lib)

Например:

.MODEL QBREAKN NPN (BF=100 VAF=200 ISE=1E-15 BR=.1 RB=200 +RC=10 CJE=2P VJE=.6 TF=.1N CJC=2P VJC=.5 TR=10N CJS=2P)

2.5.2. Чтобы подключить библиотеку моделей транзисторов, войти в меню Analysis → Libraryes files → (очистить окно) → Browse → найти созданный файл *.lib → Add libraryes* → ОС.

3.Выбор режима моделирования. Для этого войти в меню Analysis setup → Transient

→задать время расчета, равное 2 – 3 периодам входного сигнала → шаг вывода результа- тов моделирования задать в 1000 раз меньше → ОС.

4.После описания схемы и задания режима расчета запустить задачу на моделирова-

ние. Analysis → ОС.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1.распечатку схемы моделирования (рис.9);

2.распечатки характеристик результатов моделирования (рис.10);

3.оформленные в табличном виде динамические параметры схемы (табл.3).

Контрольные вопросы

1.Как в графическом редакторе Schematics вводятся элементы и выполняются межсоединения?

2.Как в Capture задать список параметров модели полупроводникового элемента?

3.Как задать анализ переходного процесса в окне Schematics?

4.Как задать параметры элементов (резисторов, источников) в окне Schematics?

5.Как определить динамические параметры t01ЗД , t10ЗД , tЗД СР по переходным характе-

ристикам?

6. Как определить динамические параметры tФ, tС по переходной характеристике выходного напряжения?

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Приложение

В данном приложении приведен пример исследования переходных процессов схемы (рис.9), получения динамической характеристики (рис.10) и определения измеряемых дина- мических параметров (рис.10 – 12).

Рис.9. Исследуемая схема в графическом редакторе

Рис.10. Результаты моделирования

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

затем кнопку отжать. Выделенный прямоугольник соответствует новому окну отображе- ния результатов моделирования.

Курсором можно определить значения измеряемых динамических параметров

(рис.11):

tФ(t01) – время фронта или длительность переключения выходного сигнала из 0 в 1 –

разность времен, при которых VOUT изменяется от величин V0 + 0,1 V до V0 + 0,9 V; tСР(t10) – время среза или длительность переключения выходного сигнала из 1 в 0 –

разность времен, при которых VOUT изменяется от величины V0 + 0,9 V до V0 + 0,1 V;

t01ЗД – время задержки распространения выходного сигнала – разность времен, опреде-

ляемая по уровню V0 + 0,5 V между VOUT и VIN, когда VOUT изменяется из состояния 0 в состояние 1;

t10ЗД – время задержки распространения выходного сигнала – разность времен, опреде-

ляемая по уровню V0 + 0,5 V между VOUT и VIN, когда VOUT изменяется из состояния 1 в состояние 0;

tЗД СР = ( t01ЗД + t10ЗД )/2 – среднее время задержки распространения выходного сигнала;

Т – период сигнала (Т > 2 ÷ 3 tЗД СР); f – частота сигнала (f = 1/Т).

Пример увеличения характеристики для определения задержки t10ЗД показан на рис.12.

В рассматриваемом примере представим динамические параметры в табличном виде

(табл.3).

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com