Схемотехника / Учебники и методички / LAB01PR
.pdf6.Временной анализ неинвертирующего усилителя
Собрать схему и провести временнόй анализ или инвертирующего усилителя
(согласно варианту). В качестве ОУ необходимо добавить командой Add→Instance (по аналогии с шагами 4-5 при создании RC цепочки) созданный Вами соответствующий символ ОУ, который находится в Вашей библиотеке, в ячейке (cell) OPAMP_fd или
OPAMP_nfd.
Рис. 26 – Электрическая схема неинвертирующего усилителя (номиналы сопротивлений рассчитываются согласно варианту)
21
Рис. 27 – Электрическая схема полностью дифференциального инвертирующего усилителя (номиналы сопротивлений рассчитываются согласно варианту)
Проверьте, правильно ли собрана схема относительно инвертирующего и неинвертирующего входов элемента OPAMP. Поворот выделенной части схемы: пункт меню Edit Rotate (j) , отражение: выберите элементы, выберите пункт меню при выделенном элементе Edit Move (M), далее нажмите <F3> в появившемся окне нажмите
Upside down. Для отмены активной команды нажать Esc.
Для неинвертирующего
Параметры входного источника синусоидального напряжения vsin из библиотеки analogLib: Amplitude = 10mV, Frequency = 1MHz. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ:
ВЕЛИЧИНА ИЗМЕРЕНИЯ (ТО ЕСТЬ HZ, V, S И Т.П.) ПОДСТАВЛЯЕТСЯ АВТОМАТИЧЕСКИ, ПРИ ЗАДАНИИ ПАРАМЕТРА НАДО ПИСАТЬ ТОЛЬКО БУКВЫ РАЗМЕРНОСТИ (m, M, k, u, И Т.Д.).
Для инвертирующего
Параметры входного источника синусоидального напряжения vsin из библиотеки analogLib: Amplitude = 10mV, Frequency = 1MHz.
Для проведения временного анализа отметьте пункт tran в программе для моделирования Analog Environment.
Параметры для временного анализа (Transient):
22
Stop Time: 2us (конечное время моделирования),
Accuracy defaults: conservative.
Отобразить с помощью калькулятора дифференциальные напряжения на входе
VT(gn)-VT(gp) и на выходе VT(outp)-VT(outn) для инвертирующего усилителя, или VT(IN)
и VT(OUT) для неинвертирующего. С помощью «Crosshair Marker A» и «Crosshair Marker B» убедиться в том, что параметры рассчитаны правильно. Сохранить получившиеся графики для отчета.
7.Частотный анализ полностью дифференциального интегратора
Собрать схему и провести частотный анализ активного инвертирующего интегратора.
Рис. 28 – Электрическая схема активного инвертирующего полностью дифференциального интегратора
Параметры источника vsin из библиотеки analogLib: AC Magnitude=1.
Значения элементов: R1= 1 кОм, C1= 1 пФ.
Параметры моделирования для AC Analysis:
Sweep Variable : Frequency,
Sweep Range : Start-Stop, Start: 10, End: 1G (начальная и конечная частота).
23
Вывести и сохранить для отчета АЧХ и ФЧХ интегратора (выводить АЧХ и ФЧХ в одном окне). Сигнал снимать: (А) с одного из выходов и (2) как разность Voutp Voutn
напряжений с выходов.
8.Временной анализ повторителя напряжения
Собрать схему и провести временной анализ повторителя напряжения.
Рис. 29 – Электрическая схема повторителя напряжения
Параметры входного источника синусоидального напряжения vsin из библиотеки analogLib: Amplitude = 100mV, Frequency = 100KHz.
Параметры для временного анализа (Transient):
Stop Time: 100us (конечное время моделирования),
Accuracy defaults: conservative.
Вывести зависимость входного и выходного сигнала от времени и сохранить графики для отчѐта.
24
9.Временной анализ схемы сумматора-вычитателя
Собрать схему и провести временной анализ сумматора-вычитателя.
Рис. 29 – Электрическая схема сумматора-вычитателя
Параметры Frequency f0, f1, f2 и f3 входных источников синусоидального напряжения V0, V1, V2, V3 (источники vsin из библиотеки analogLib) задать по варианту.
Параметр Amplitude для всех источников принять равным 10 mV.
Параметры для временного анализа (Transient):
Stop Time: конечное время моделирования выбрать так, чтобы в течении него произошло несколько периодов выходного сигнала.
Accuracy defaults: conservative.
Вывести зависимость входного и выходного сигнала от времени и сохранить графики для отчѐта.
25
10. Частотный анализ активного фильтра первого порядка, определение его характеристик
Собрать схему и провести частотный и временной анализ активного ФНЧ или ФВЧ
(частота среза равна сумме четырѐх частот в таблице вариантов для сумматора, для нечѐтных вариантов надо взять ФНЧ, для чѐтных – ФВЧ, зафиксировать ѐмкость равной
10 пФ).
Рис. 30 – Электрическая схема активного неинвертирующего ARC-фильтра НЧ первого порядка (номиналы емкостей и сопротивлений рассчитываются согласно варианту)
26
Рис. 31 – Электрическая схема активного инвертирующего ARC-фильтра ВЧ первого порядка (номиналы емкостей и сопротивлений рассчитываются согласно варианту)
Провести частотный анализ ARC-фильтра 1-ого порядка.
Параметр источника V1 (vsin из библиотеки analogLib): AC Magnitude=1, источника V2 (vdc из библиотеки analogLib): DC Voltage=1.5 V.
Параметры моделирования для AC Analysis:
Sweep Variable : Frequency,
Sweep Range : Start-Stop, Start:10, End: 1G (начальная и конечная частота).
Вывести АЧХ и ФЧХ фильтра, определить граничную частоту фильтра. Сохранить для отчета АЧХ и ФЧХ активного фильтра.
Далее провести временной анализ ARC-фильтра 1-ого порядка. Для этого необходимо подать на вход фильтра синусоидальный сигнал из источника vsin с параметрами:
Frequency – выбрать частоту, близкую к частоте среза фильтра, Amplitude=10 mV.
Сохранить для отчѐта графики реакции фильтра на синусоидальный сигнал.
27
Рис. 32 – Реакция неинвертирующего ФНЧ на синусоидальный сигнал с частотой сигнала вблизи граничной частоты фильтра.
Далее необходимо получить реакцию ARC-фильтра на ступенчатый входной сигнал. Для этого необходимо подать на вход фильтра ступенчатый сигнал из источника vpulse с
параметрами: Voltage 1=200 mV, Voltage 2=-200 mV, Rise Time=Fall time=1 ns.
Pulse Width =50 us, Period=100 us.
Параметры для временного анализа (Transient):
Stop Time: 100us (конечное время моделирования),
Accuracy defaults: conservative.
28
Рис. 33 – Реакция инвертирующего ФНЧ на ступенчатый сигнал.
29
11.Частотный анализ активного полностью дифференциального инвертирующего
фильтра |
второго |
порядка |
и |
определение |
его |
характеристик |
Рис. 34 – Электрическая схема активного полностью дифференциального инвертирующего ARC-фильтра НЧ второго порядка
Провести частотный анализ ARC-фильтра 2-ого порядка.
Параметры источника V0 и V1 (vsin из библиотеки analogLib): AC Magnitude=1,
Сопротивления принять равными 20 кОм. C4, С5=23 пФ, C2, С6=190 пФ
Параметры моделирования для AC Analysis:
Sweep Variable : Frequency,
Sweep Range : Start-Stop, Start:10, End: 1G (начальная и конечная частота).
Вывести АЧХ и ФЧХ фильтра, определить граничную частоту фильтра. Сохранить для отчета АЧХ и ФЧХ активного фильтра.
30