Порядок виконання роботи

1. Синтезувати схему рис.4.а), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Micro-Cap8(MC8). Використати джерело напруги V1(pulse source), яке дає можливість генерувати різні сигнали.

2. За допомогою системи моделювання перехідних процесів(рис.11) отримати сигнали: дискретний, імпульсний, пилкоподібний, прямокутний та трикутний(рис.7), використовуючи параметри, які пропонуються по замочуванню.

3. За допомогою системи моделювання перехідних процесів отримати сигнали: імпульсний та прямокутний, використовуючи такі параметри(рис.11 ).

4. Різні типи сигналів(дискретний, імпульсний, пилкоподібний, прямокутний та трикутний), а також імпульсний та прямокутний сигнали(див. пункт 3) зафіксувати і подати у звіт, а також визначити параметри: vzero, vone, p1, p2, p3, p4, p5.

5. Синтезувати схему рис.4.б), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Micro-Cap8(MC8). Використати джерело напруги V1(Sine source ), яке дає можливість генерувати різні гармонічні сигнали.

6. За допомогою системи моделювання перехідних процесів(рис.11) отримати різні синусоїдальні сигнали(1MHZ, 3PHASEA, ..)(рис.7), використовуючи параметри, які пропонуються по замочуванню.

7. Різні типи синусоїдальних сигналів зафіксувати і подати у звіт, а також визначити параметри див.табл.3.

а) б)

Рис.4. Джерела сигналів: а)залежний від часу , б) синусоїдальної напруги .

Методичні вказівки

Після виклику программы МС подвійним клацком на її піктограмі на екрані появиться основне вікно програми, зверху якого розміщена стрічка системного меню, в якій розміщені імена режимів Файл, Редактирование, Компоненты, Окна, Опции, Анализ, Dynamic DC, Создание, Помощь (рис.5). Нижче цієї стрічки розміщені панелі інструментів з піктограмами кнопок команд. Тут і надалі для зручності користувача програми для виклику команди будуть даватись 3 рівноцінних варіанти: за допомогою команди меню, гарячої клавіші та кнопки панелі інструментів.

Завантаження схеми. Спочатку курсором вибирається режим Файл . По команді Новый... пропонується зробити вибір:

Схема — створення нового креслення схеми, який заноситься у файл з розширенням *.CIR;

SPICE/Text — створення нового текстового файлу з описанням схеми або текстового файлу бібліотеки математичної моделі компонента у форматі SPICE (розширення імені *.СКТ);

Библиотека — створення нового бінарного файлу бібліотек (розширення імені *.LIВ). У цьому файлі розміщуються моделі біполярних транзисторів (BJT), польових транзисторів (JFET), МДН-транзисторів (MOSFET), арсенід-галієвих польових транзисторів (GaAsFET), біполярних транзисторів з ізольоованим затвором (IBGT), діодів (Diode), джерел синусоїдальних сигналів (Sinusoidal), джерел імпульсних сигналів (Pulse), операційних підсилювачів (Ораmр), ліний передачі з втратами (TRN), магнітних сердечників (Core), конденсаторів (Capacitor), індуктивностей (Inductor), резисторів (Resistor), ключів, що управляються напругою (S) та струмом (W).

MDL — параметри математичних моделей окремих компонентів у форматі МС (ці файли створюються за допомогою програми MODEL);

Вибираємо тип файлів Схема і задаємо ім’я файлу student_1.CIR. Екран на рис.5 розділений на дві частини вибором в меню Окно команди Разделить по горизонтали, щоб у нижньому вікні продивитись (і за необхідністю відредагувати) тексти математичних моделей компонентів схеми. Показ номерів вузлів схеми може бути включений/виключений натисненням на піктограму .

Вибір елементів та синтез схеми. Перед початком створення схеми рекомендується нанести на пустий екран координатну сітку. Для цього необхідно натиснути на піктограму , яка знаходиться в рядку інструментів рис.5. Елементи в схему можна вибирати двома способами:

1. за допомогою панелі інструментів , щоб вибрати елемент, наприклад резистор, необхідно навести курсор на піктограму і лівою кнопкою миші клацнути по ній, після чого можна розміщати резистор у будь-якому місці робочого вікна;

2. вибрати у рядку інструментів Компоненты, відриється вікно у якому вибирають елементи, наприклад транзистор, і розміщають у будь-якому місці робочого вікна. Інструменти Компоненты/Analog Primitives дозволяють вибрати джерела живлення рис.6.

Після вибору елемента і фіксації його в робочому вікні відкривається вікно у якому потрібно вказати технічні параметри вибраного елемента, наприклад для резисторів та конденсаторів задають номер елемента(R1, R2, C1, C2…) і його номінал(2к або 1u(див.табл.1) відповідно два кілооми і одна мікрофарада). Номінали пасивних елементів можна задавати по різному, наприклад опір резистора 1,5 Мом можна записати так: 1.5 MEG, 1.5 meg, 1500K, 1500000, 1.5Е6 або ємність конденсатора 1мкФ – 1U, 1uF, 0.000001, 1Е-6.

Рис.5. Вікно програми Micro-Cap 8.

Рис.6. Вікно вибору Компоненты/Waveform Sources.

Таблиця 1. Буквені позначення дійсних чисел з 10ⁿ .

F	10-15	фемто	M	10-3	мілі
P	10-12	піко	K	103	кіло
N	10-9	нано	MEG	106	мега
U	10-6	мікро	G	109	гіга

Якщо після вибору номіналу у робочому вікні не відображаються задані значення, необхідно використати піктограму з набору інструментів.

Pulse source Sine source	Дискретний сигнал
	Імпульсний сигнал
	Пилкоподібний сигнал
	Прямокутний сигнал
	Трикутний сигнал
	Синусоїдальний сигнал

Рис.7. Інструменти Компоненты/ Waveform Sources.

Система Micro-Cap8 дає можливість задіяти різні види джерел енергії:

1. Д жерело постійної напруги (Battery) .

2. Джерело постійного струму (Isource).

3. Джерело імпульсної напруги (Pulse source)

Параметри моделі джерела імпульсної напруги показані в табл. 2.

Таблиця 2. Параметри моделі джерела імпульсної напруги .

Позначення параметра	Параметр	Розмірність
VZERO	Початкове значення	В
VONE	Максимальне значення	В
Р1	Початок переднього фронту	с
Р2	Початок плоскої вершини імпульсу	с
РЗ	Кінець плоскої вершини імпульсу	с
Р4	Момент досягнення рівня VZERO	с
Р5	Період повторення	с

Рис. 8. Опис імпульсного сигналу в форматі МС8.

4. Джерело синусоїдальної напруги (Sine source)

Параметри моделі джерела синусоїдальної напруги показані в табл.3, а його форма на рис.9.

Таблица 3. Параметри моделі джерела гармонічного сигналу

Позначення	Параметр	Розмір-ність
F	Частота	Гц
А	Амплітуда	В
DC	Постійна складова	В
РН	Початкова фаза	радіан
RS	Внутрішній опір	Ом
RP	Період повторения затухаючого сигналу	с
TAU	Постійна часу зміни амплітуди сигналу по експоненціальному закону	с

Рис. 9. Синусоїдальний сигнал .

Після вибору джерела енергії, наприклад ,

відривається інформаційне вікно у якому задаються параметри джерела рис.10.

Елементи, нанесені на схему можна повертати на 90^○ за допомогою піктограми , робити дзеркальне відображення - , утворювати блоки з фрагментів схеми - .

Нанесені і розміщені елементи з’єднуються за допомогою провідників, які включаються клацанням кнопки миші по піктограмі . Початок провідника відмічається клацанням миші на виводі елемента. Пересуванням миші, при одночасній фіксації лівої клавіші миші, наносимо провідник на креслення.

Рис.10. Визначення атрибутів імпульсного джерела напруги.

Якщо курсор рухається по горизонталі або по вертикалі, то прокладається прямолінійний провідник. Якщо курсор рухається по діагоналі, то утворюється згин під кутом 90^○ . Фіксація закінчення провідника відбувається при відпусканні клавіші. Нанесення провідника під довільним кутом виконується натисканням піктограми . Електричне з’єднання позначається на схемі крапкою і утворюється, коли провідник закінчується на середній частині іншого провідника або .

Якщо схема повністю синтезована вставимо та пронумеруємо вузли (наприклад див. рис. 4) за допомогою піктограми , після чого можна переходити аналізу процесів, які проходять у створеній схемі.

Вид аналізу характеристик схеми вказується в меню Анализ:

Якщо необхідно провести аналіз вхідних та вихідних характеристик, наприклад для схеми рис.4. а) виберемо з меню команд Анализ/Переходные процессы. Задамо параметри аналізу рис.11, де діапазон часу – 10 µс, по осі Х(XExpression) задаємо час Т, по осі Y(YExpression) задаємо номери вузлів у яких ми хочемо отримати значення величини сигналу в вольтах(наприклад v(1). Мінімальні та максимальні значення величин по осях X таY(XRange та YRange) при першому запуску рекомендується встановити Auto, оскільки нам невідомо верхня межа значень напруги у заданих вузлах.

Рис.11. Вікно аналіз перехідних процесів.

Після натискання кнопки Запуск ми отримаємо на екрані віртуальні залежності напруги від часу в заданих вузлах схеми. Використавши з панелі інструментів отримаємо значення напруги у будь-якій точці графіка , в даному випадку напруга = 1.4В.

Контрольні запитання та завдання

1. Визначити електричні сигнали?

2. Аналоговий сигнал це-?

3. Дискретний сигнал це-?

4. Квантований сигнал це-?

5. Цифровий сигнал це-?

6. Детермінований сигнал це-?

7. Випадковий сигнал це-?

8. Період повторення сигналів?

9. Чому дорівнює частота сигналу, якщо Т=4нс?

10. Шпаруватість сигналів визначається як?

11. Чому дорівнює коефіцієнт заповнення, якщо Q=10?