Исследование УМЗЧ с помощь ЭВМ

 

Исследование рассчитанного усилителя проведем с помощью пакетом автоматизированного проектирования MicroCap 6.0 и OrCAD 9.1. Собираем схему используя SPICE - модели транзисторов и операционных усилителей. На вход подключаем генератора синусоидальных сигналов с частотой 1КГц. Остальные элементы схемы задаются исходя из расчетов. Загрузочный файл пакета OrCAD 9.1 нашей схемы приведен в приложении D, а графическое представление в пакете MicroCap 6.0 в приложении G.

Готовую схему исследуем используя разные виды анализов. Результаты переходного анализа приведены в приложении А. Здесь приведены графики сигналов на выходе усилителя при трех разных температурах (10, 27 и 60°С) и при номинальной амплитуде входного сигнала.

В приложении В приведена характеристика выходной мощности при максимальном входном сигнале.

В приложении C приведена АЧХ УМЗЧ при трех температурах (10, 27 и 60°С), показана полоса пропускания по уровню 0.7 (а в дБ уровень 0.7 соответствует –3дБ от максимального коэффициента передачи). Более точная настройка полосы усилителя осуществляется конденсаторами С2 и С3.

Вычисление чувствительности на постоянном токе выходного напряжения к изменениям параметров схемы производилось в пакете OrCAD 9.1. Результат этих вычислений в виде выдержки из выходного файла приведен в приложении H.

Результаты из выходного файла для Фурье - гармоник приведены в приложении E. Анализ Monte Carlo для наихудшего случая, приведенный в приложении F, позволяет проследить, как зависит форма сигнала на выходе от влияния разброса параметров (в данном примере разброс задается величинам резисторов 10%).

Заключение

 

Мы выполнили курсовой проект, который заключался в проектировании аналогового электронного устройства, в нашем случае усилителя мощности звуковой частоты. В процессе работы была подобрана техническая литература по разрабатываемому устройству, проанализировано техническое задание, в результате чего мы произвели выбор структурной схемы устройства, выполнили расчет её элементов. Проверка работы и дальнейшая настройка схемы производилась с использованием современных методов автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств, а именно MicroCap 6.0 и OrCAD 9.2. С помощь этих пакетов были проведены (и некоторые представлены графически) следующие анализы разработанной схемы:

Вычисление чувствительности на постоянном токе выходного напряжения к изменениям параметров схемы

Расчет частотных характеристик

Переходный анализ

Анализ Фурье - гармоник для определения коэффициента гармоник

Температурный анализ (для трех значений температуры (10, 27, 60)

Анализ характеристик для наихудшего случая

Оформление технической документации было произведено в точности по результатам проектирования. Цели, которые были поставлены перед нами в техническом задании, были успешно достигнуты.

 

Библиографический список

 

1. Проектирование усилительных устройств: Учебное пособие / Под ред. М.В. Терпугова. М.: Высшая школа, 1982. 190 с.

2. Титце Ч., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство/ Пер. с нем. под ред. А.Г. Алексенко. М.: Мир, 1980. 512 с.

3. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике: Пер. с нем. М.: Мир, 1991. 446 с.

4. Расчет электронных устройств на транзисторах/ Бочаров Л. Н., Жебряков С. К., Колесников И. Ф. – М.: Энергия, 1978. 208с.

5. Интегральные схемы: Операционные усилители: Справочник. Том 1. – М.: Физматлит, 1993. 240 с.

6. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К. М. Брежнева, Е. И. Гантман, Т. И. Давыдова и др. Под ред. Б. Л. Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981. 656 с.

7. Важенин В.Г. Исследование усилительных каскадов при различных схемах включения транзистора. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. 39 с.

8. Стандарт предприятия. СТП УГТУ – УПИ 1 – 96: Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ). Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1996. 130 с.

9. Кийко В.В. Моделирование и анализ электронных схем на ЭВМ: Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Автоматизированное проектирование радиоэлектронных схем”. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. 40 с.

10. Проектирование аналоговых электронных устройств: Методические указания / В.Г. Важенин, С.В. Гриньков, Н.А. Дядьков, Л.Л. Лесная. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 36 с.

Приложения

 

Приложение A