|
Первый
канал
|
Второй
канал
|
Параметр
|
V1=0.5 В
|
V1=1 В
|
V1=2 В
|
V1=0.5 В
|
V1=1 В
|
V1=2 В
|
Umax
|
1.3
|
1.98
|
3.25
|
1.62
|
1.96
|
2.6
|
U12.5KHz
|
1.6
|
0.82
|
0.52
|
0.8
|
0.88
|
1.1
|
Косл
|
0.8125
|
0.41
|
0.16
|
0.49
|
0.44
|
0.42
|
Как видим, для первого канала разброс
коэффициента ослабления середины диапазона значительно выше, чем для второго, и
при соотношении амплитуд входных сигналов 2:1 он достигает наивысшего значения
(среди исследованных).
.4 Зависимость частоты среза от емкости
конденсатора С1
Для построения зависимости частоты среза от
емкости конденсатора С1 необходимо снова воспользоваться параметрическим
анализом. Делаем значение емкости С1 переменной величиной {var}, добавляем на
рабочее пространство объект PARAM и задаем в нем текущее значение емкости.
Затем в окне Simulation
Settings > Parametric
Sweep задаем имя
параметра {var}, границы
изменения 50нФ - 550нФ, шаг изменения 20нФ.
Выполняем команду PSpice
> Run, после чего
программа выдает нам график зависимости АЧХ. Теперь необходимо выполнить
команду Trace > Delete
All Traces,
чтобы очистить экран от ненужных нам кривых. Затем выполняем команду Trace
> Performance
analysis.
После выполненных действий по оси YAxis
у нас теперь не частота, а емкость конденсатора. Командой Trace
> Add
Trace добавляем на
график кривые частот среза для обоих выходных стереоканалов и получаем
требуемую зависимость.
Рисунок 2.4 - График зависимости частоты среза
от емкости конденсатора С1
.5 Подбор такого значения конденсатора С1, чтобы
частота среза была 2000Гц
Частота среза - это частота, выше или ниже
которой мощность выходного сигнала электронной схемы уменьшается вполовину от
мощности в полосе пропускания.
Первым шагом выясним текущую частоту среза. Это
можно сделать следующим образом:
Частота среза означает уменьшение мощности на 3
дБ. Значит в окне PSpice строим кривые выходных сигналов, и далее выполняем
функцию Trace > Eval
Goal > Center
Freq, где задаем её
входными параметрами наши кривые и 3 дБ.
В итоге получаем частоты среза:
для первого канала Fc = 2205.3 Гц.
для второго канала Fc = 2493.7 Гц.
Рисунок 2.5 - Определение частоты среза
Чтобы найти значение конденсатора С1, при
котором частота среза будет 2 КГц, необходимо воспользоваться модулем PSpice Optimizer.
Для этого сначала необходимо выполнить команду PSpice
> Place
optimizer
parameters. Появившемуся
элементу добавляем параметры c_var1
c_var2.
Задаем
начальное значение, текущее значение, диапазон изменения. Затем эти параметры
присваиваем как переменные емкости конденсаторов С1 и С2.
Рисунок 2.6 - Окно
Optimizer parameters
Запускаем
PSpice > Run Optimizer. Вводим задание для оптимизации
(команда Edit > Specifications).
Рисунок 2.7 - Задание оптимизации
Итак, теперь непосредственно можно приступить к
оптимизации. Её запуск производится с помощью команды Tune
> Auto > Start.
Сделав оптимизацию для первого канала, мы видим, что в заданном нами диапазоне
отсутсвует частота в 2 КГц. Дальнейшие попытки расширения диапазона показали,
что при емкости конденсаторе выше 1300нФ вычислить частоту среза невозможно
(программа выдает ошибку). Минимальное достигнутое значение частоты среза -
2173.22 Гц при С1= 1.28795uF.
Проведение оптимизации для второго канала
возникли те же проблемы. Минимальное достигнутое значение частоты среза для
второго канала - 2463.47 Гц при С1= 1.08947uF.
Рисунок 2.8 - Окно программы PSpice Optimizer
Изменим емкости конденсатора С1 в схеме на
полученные с помощью PSpice
Optimizer и изучим изменение
АЧХ:
Рисунок 2.10 - С1= 1.08947uF
Заметим, что после изменения емкостей АЧХ на
участке до 100 Гц приобрела несколько более крутую форму.
3. СОЗДАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ С ПОМОЩЬЮ ORCAD
LAYOUT
Для создания печатной платы в среде OrCAD
Layout, сначала необходимо в OrCAD
Capture создать список
соединений, совместимый с Layout. Для этого выполняем команду Tools > Create
Netlist. В открывшемся
диалоговом окне выбираем вкладку “Layout”
и вводим имя файла списка соединений, после чего нажимаем кнопку ОК.
Рисунок 3.1 - создания списка соединений,
совместимого с OrCAD Layout
После создания списка соединений, запускаем
программу Layout и создаем новый файл. Как образец указываем файл “metric.tpl”,
затем наш список соединений и имя файла печатной платы.
В итоге на рабочем пространстве Layout мы
получаем схему, созданную с помощью OrCAD Capture.
Рисунок 3.2 - Корпуса элементов и электрические
соединения в OrCAD Layout после загрузки списка соединений
Затем необходимо добавить к имеющимся элементам
разъем и подсоединить его к необходимым контактам схемы (Tool > Component
> New). Чтобы
ограничить пространство печатной платы, выполняется команда Obstacle
Tool.
Теперь можно приступить непосредственно к
трассировке. Трассировка выполняется с помощью команды Auto
> Place > Board.
Рисунок 3.3 - Печатная плата с выполненной
трассировкой
Нанесение дорожек на плату может быть двух
видов: одностороннее и двустороннее. Тип платы указывается в пункте меню Tool
> Layer > Select
from spreadsheet.
Различные типы плат показаны на рисунках 13 и 14.
Рисунок 3.4 - Односторонняя печатная плата
Рисунок 3.5 - Двусторонняя печатная плата
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсовой работы было
произведено ознакомление с возможностями программного пакета OrCAD 9.2.
Смоделирован электронный расширитель стереобазы. В процессе моделирования были
исследованы амплитудно-частотные характеристики его выходных стереоканалов, а
также зависимость их формы от соотношения амплитуд на входе. Замечено, что
напряжение на выходных каналах находятся в противофазе. Затем было произведено
параметрическое исследование зависимости коэффициента ослабления середины
диапазона от емкости конденсатора С1, а также произведена оптимизация частоты
среза обоих выходных стереоканалов.
Сравнение полученных с помощью моделирования
результатов с данными о расширителях стереобазы, полученными из других
источников [1][2] показало, что моделирование дало нам верные результаты.
Проведенное исследование показало, что
компьютерное моделирование практически ни в чем не уступает реальным
экспериментам, но при этом имеет ряд положительных сторон. Оно намного более
доступно, чем реальный физический эксперимент, и позволяет избавиться от произведения
большого количества расчетов и построений вручную. Приняв во внимание все это,
можно сказать, что компьютерное моделирование открывает огромные перспективы в
изучении электронной техники.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МОДЕЛИРОВАНИЕ В
ЭЛЕКТРОНИКЕ» В.П.ГЕРАСИМОВ, Л.И. СВИДЕРСКАЯ, О.М. РЫБИН. ХАРЬКОВ, ХНУРЭ, 2006.
.
ЗВУКОТЕХНИКА,
М.С. БЕНИН, А.С. ПОДУНОВ. ДОСААФ, 1976.
.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА: СПРАВ. РАДИОЛЮБИТЕЛЯ, Р.М. ТЕРЕЩУК, К.М.
ТЕРЕЩУК, С.А.СЕДОВ. КИЕВ, НАУК. ДУМКА, 1989.
4. www.radiomaster.ru
<http://www.radiomaster.ru> “УРОКИ СПРАВОЧНИК РАЗРАБОТКА
ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ПРОЕКТИРОВАНИЕ CAD САПР ORCAD FAMILY RELEASE 9.2”
. www.kit-e.ru <http://www.kit-e.ru> “ORCAD 10.5 ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ”
. www.power-e.ru <http://www.power-e.ru> “ОПЫТ
МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ В СРЕДЕ ORCAD 9.2 ЧАСТЬ II”, ЮРИЙ
БОЛОТОВСКИЙ, ГЕОРГИЙ ТАНАЗЛЫ