Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный политехнический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И

МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ»

для студентов направления 6.050901 - «Радиотехника»

Утверждено

на заседании кафедры

радиотехнических систем

Протокол № 7 от 23.02.11

Одесса ОНПУ 2011

Лабораторная работа № 1

Знакомство с пакетом схемотехнического проектирования Circuit Maker

Цель работы – ознакомление с функциональными возможностями пакета схемотехнического моделирования Circuit Maker.

Домашнее задание

1. Изучить структуру и характеристики пакета Circuit Maker.

2. Подготовить и подписать тетрадь (не менее 12 листов в клеточку) для оформления отчетов о выполнении лабораторных работ по дисциплине «Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств».

Работа в лаборатории

1. Изучить и описать работу четырех демонстрационных файлов, названия которых приведены в таблице 1.1.

Номер варианта совпадает с номером студента в списке группы.

Для выбора заданного файла необходимо выполнить

File → Open → File_name.ckt

либо выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши на файл File_name.ckt в Проводнике или Windows Commander.

Для запуска моделирования нужно в панели инструментов Circuit Maker нажать на кнопку Run (бегущий человечек).

Таблица 1.1

№ вар.	1	2	3	4
1	4x4	Bandpass	Fcvs	Nmoscurv
2	Pushpull	Switches	555	Bistable
3	Fuse	Npncurve	Put	Triac
4	555mono	Buswire	Inoutput	Ohm
5	Pwl	Ujt	741	Caps
6	Ladder	Opamp	Relay	Vco
7	Adc8	Cars	Led	Opto
8	Resonant	Voltx	Adc0800	Cbamp
9	Lltran	Osc1	Riaaamp	Vtpwramp
10	Alarm	Ceamp	Lock	Osc2
11	Rocket	Wienbrg	Alarml	Counter
12	Lpfilter	Osc3	Schema	Xtal osc
13	Alarm2	Csjfamp	LProbe	Pcb
14	Scope	Alarm3	Dac8	Math1
15	Pll	Scr	Ammod	Db9
16	Mixed93	Pmoscurv	Series	Analog
17	Delay	Mixed555	Pnpcurve	Sim
18	Anrelay	Diffamp	Mixedmod	Projectr
19	Sound	Astable	Digfault	Monostab
20	Ps1	State	Audioamp	Display
21	Mux7seg	Ps2	Stepper	4x4
22	Pushpull	Fuse	555mono	Pwl
23	Switches	Npncurve	Buswire	Ujt
24	555	Put	Inoutput	741
25	Bistable	Triac	Ohm	Caps
26	Ladder	Adc8	Resonant	Lltran
27	Opamp	Cars	Voltx	Osc1
28	Relay	Led	Adc0800	Riaaamp
29	Vco	Opto	Cbamp	Vtpwramp
30	Alarm	Rocket	Lpfilter	Alarm2

Содержание отчета

Для каждой из четырех демонстрационных программ отобразить в протоколе следующие характеристики:

1) название программы (имя файла);

2) принципиальную электрическую схему;

3) принцип действия моделируемого устройства;

4) тип моделирования (аналоговый, цифровой или смешанный);

5) режим моделирования (временная, частотная, спектральная характеристика);

6) графики сигналов, которые являются результатом моделирования;

7) анализ полученных результатов.

Выводы о проделанной работе должны быть конкретными, с цифрами и фактами.

Контрольные вопросы:

1. Содержание пунктов меню графического редактора Circuit Maker: Files, Edit, Options.

2. Что такое CAD ,CAM и SPICE?

3. Типы проектирования, их преимущества и недостатки.

4. Этапы проектирования.

5. Преимущества и недостатки известных пакетов SPICE.

Лабораторная работа № 2

Исследование статических характеристик в пакете схемотехнического

моделирования Circuit Maker.

Цель работы – изучение методики исследования статических характеристик в пакете Circuit Maker.

Домашнее задание

1. Изучить определения статических характеристик. Ознакомиться с видом статических характеристик биполярных транзисторов.

2. Привести в протоколе лабораторной работы схему стенда для снятия статических характеристик биполярного транзистора.

3. Ознакомиться с методикой построения статических характеристик электронных схем в пакете Circuit Maker.

Работа в лаборатории

1. Ввести схему стенда для снятия статических характеристик биполярного транзистора. При этом следует выбрать модель реального транзистора из библиотеки компонентов Circuit Maker (например, 2N2369A).

2. Включить режим моделирования для снятия статической характеристики.

3. Построить входную характеристику и определить величину смещения на управляющем электроде, при котором происходит открывание транзистора.

4. Построить проходную статическую характеристику для заданного варианта.

5. Построить выходную статическую характеристику для заданного варианта.

Содержание отчета

1. Схема стенда для снятия статических характеристик.

2. Графики входной, проходной и выходной статических характеристик выбранного биполярного транзистора.

3. Описание процедуры моделирования статических характеристик биполярного транзистора с конкретными параметрами источников напряжения.

3. Результаты анализа полученных характеристик.

Контрольные вопросы:

1. Что такое статический режим электронной схемы?

2. Опишите алгоритм расчета статического режима для линейных схем.

3. Какие численные методы используются в пакетах SPICE для расчета статического режима? В чем их достоинства и недостатки?

Лабораторная работа № 3

Анализ работы RC-каскада на биполярном транзисторе в пакете Circuit Maker.

Цель работы – исследование статических и динамических характеристик RC-каскада на биполярном транзисторе в пакете Circuit Maker.

Домашнее задание

1. Провести приближенный расчет элементов схемы RC-каскада на биполярном транзисторе (схема ОЭ). Исходные данные для расчета: тип транзистора соответствует транзистору, исследованому в лабораторной работе №2, напряжение питания 12V, рабочий ток 40mA, рабочая точка равна половине напряжения питания. При расчетах необходимо задавать ток входного делителя не более 1mA, а падение напряжения база-эмиттер равно 0,7 В для обычного и 1,3 В для составного транзистора.

Работа в лаборатории

1. Построить в пакете Circuit Maker проходную и выходную статические характеристики выбранного в домашнем задании типа биполярного транзистора из библиотеки компонентов Circuit Maker.

2. Построить на выходной характеристике нагрузочную прямую и уточнить (оптимизировать) положение рабочей точки, при котором амплитуда напряжения в нагрузке максимальна.

3. Уточнить (скорректировать) параметры элементов схемы для оптимизированной рабочей точки. Измерить с помощью мультиметра напряжения и токи в узлах схемы.

4. Подать на вход исследованной схемы гармонический сигнал с частотой 1кГц. Исследовать диапазон изменения амплитуды входного сигнала, в котором расcчитанный RC-каскад усиливает гармонический сигнал без искажений.

5. По полученным графикам входных и выходных сигналов определить коэффициент усиления каскада на частоте 1кГц. Исследовать зависимость коэффициента усиления от амплитуды входного сигнала.