Лабораторная работа 6 двухтактный бестрансформаторный

• Название: Лабораторная работа 6 двухтактный бестрансформаторный
• Дата: 22.04.2023
• Размер: 2.68 Mb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_16 (1).docx
• Тип: Исследование; #1082099
• страница: 2 из 8

Методические указания по выполнению работы

1. Машинное моделирование

Вводпринципиальнойсхемыусилителямощности

Перед выполнении п.2.2.1. следует загрузить систему схемотехнического проектирования МС9 и вызвать в главное окно (рис.6.2) принципиальную схему двухтактного усилителя (рис.6.1) мощности звуковых частот, находящейся в файле VБтрУНЧ.CIR.

Для этого необходимо выбрать режим (рис.6.2.1) основного меню (рис.6.2), в выпадающем окне выбрать файл C:\MC9DEMO\data\VБтрУНЧ2.1.CIR, вызвав его в основное окно редактора (рис.6.3).

При отсутствии в списке указанного файла необходимо обратиться к схемному файлу, нажав на пиктограмму (рис.6.2.2) в окне схем. В диалоговом окне (рис.6.2.3) обратиться к папке (рис.6.2.4) и, открыв ее, отыскать файл VБтрУНЧ.CIR.

В окне схем указаны основные команды и вспомогательные пиктограммы, позволяющие “собирать” принципиальные или эквивалентные схемы устройств, для последующего анализа по постоянному току, во временной или частотной области и др. Возможности системы схемотехнического моделирования МС9, реализованные в МС8, и, подробно описанные в [1], расширены, дополнены примерами анализа аналоговых и цифровых схем и в некоторых случаях применена другая форма представления моделей компонентов.

Например, библиотека диодов, транзисторов, ОУ в отличие от МС8 теперь сформирована в текстовом файле (рис.6.2.5) в папке (рис.6.2.6).

Рис.6.2



Рис.6.3

После загрузки файла C:\MC9DEMO\data\VБтрУНЧ.CIR, в центральном окне редактора должна появиться (рис.6.4) принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности (если она была ранее записана в эту папку).

Следует убедиться в соответствии параметров компонентов вызванной схемы и, приведенных в описании.

Если полученные методические материалы не содержат дискету с файлом принцпиальной схемы усилителя, то ее следует ввести самостоятельно, выбрав режим FILE в меню главного окна (рис.6.2), которое представлено командами: File, Edit, Components, Windows, Options, Analysis , Help.



Рис.6.4

Меню File служит для загрузки, создания и сохранения файлов схем, библиотек математических моделей компонентов схем и для вывода схем на принтер. При этом программа автоматически присваивает окну схем некоторый текущий номер (например, circuit2.CIR).

Меню Edit служит для создания электрических схем, их редактирования, а также редактирования символов компонентов схем.

Команда Components главного меню используется для добавления в создаваемую или редактируемую схему компонентов, в дополнение к содержащимся в каталоге МС9 (каталог содержит более 100 аналоговых и цифровых компонентов). Каталог команды Components можно редактировать, создавая новые разделы иерархии и вводить в них новые компоненты (например, транзисторы отечественного производства).

Меню команды Windows позволяет манипулировать открытыми окнами, обеспечивая доступ к редакторам МС9 и калькулятору.

Меню Options используется для настройки параметров программы. Меню Analysis предлагает виды анализа введенной принципиальной схемы.

Меню Help позволяет обратиться к встроенному файлу помощи и оценить, на предлагаемых примерах, возможности программы.

4.1.1 Сборка принципиальной схемы усилителя мощности
Вводрезисторов

Создание принципиальной схемы начинается с выбора курсором компонента принципиальной схемы на строке основных компонентов (рис.6.2) и нажатием левой кнопки мы- ши, например, резистора: (рис.6.2.6а).

Перемещение компонента на экране производится при нажатой левой кнопке, а при необходимости изменить положение компонента, щелкают правой кнопкой при нажатой левой кнопке. При отпускании левой кнопки местоположение компонента фиксируется и
в окне (рис.6.2.7) ниспадающего меню (рис.6.5) появляется название компонента и предложение (рис.6.2.8) присвоить ему позиционное обозначение (например, R15) с возможностью указывать его на принципиальной схеме.

PART — предлагаемое позиционное обозначение может быть изменено на любое другое

при активизации указанной строки левой кнопкой мыши.

Рис.6.5

RESISTANCE — величина компонента или его величина и температурный коэффициент (ТС) изменения сопротивления в модели резистора при изменении температуры.

Присвоенное компоненту название, позиционное обозначение и др. и величина будут изображаться в главном окне при вводе принципиальной схемы, если соответствующий параметр будет помечен галочкой SHOW в рамке Name или Value , соответственно. При вводе значения параметров допускается использование масштабных коэффициентов:

Значение	6 10	3 10	-3 10	-6 10	-9 10	-12 10	-15 10
Префикс	MEG	K	M	U	N	P	F
Степ.форма	10E+6	10E+3	10E-3	10E-6	10E-9	10E-12	10E-15

Масштабный коэффициент может содержать и другие дополнительные символы, которые программа игнорирует. То есть величина емкости в 5 пФ может быть введена:

4. 
   PF или 5 Р или 5Е-12. Дробные значения, например, сопротивления 4,3 кОм, задаются как 4.3к.
   

В ниспадающем меню (рис.6.2.9) (рис.6.5) так же можно

FREQ – вводить информацию о законе изменения сопротивления при изменении частоты

(FREQ, используется при анализе только в частотной области).

MODEL — ввести дополнительное нестандартное обозначение компонента

(например, RMODEL),

COST – коэффициент, отражающий стоимость резистора из общей стоимости узла (схемы, устройства).

POWER — указать, какая часть мощности (например, 0,7) рассеивается на компоненте, от общей мощности, потребляемой узлом, в соответствие с документом на разработку устройства (техническим заданием),

SHAPEGROUP – указывать массив условно графических обозначений (УГО), к которому принадлежит компонент (обычно принимается по умолчанию) и

PACKADE — тип корпуса, из ранее введенного списка корпусов (типо-размеров).

Последние из указанных параметров обычно используются в программе PCAD при разработке топологии печатной платы и оценке стоимости устройства (если это предполагается в задании). Подтверждением окончания ввода любого компонента является нажатие кнопки OK. Если какие-либо сведения введены неверно, то нажатие кнопки Cancel, отменяет всю введенную информацию о компоненте.

Другие активированные кнопки подменю (рис.6.2.9) позволяют: (рис.6.2.10) — изменять размеры, цвет и шрифт комментариев, при описании атрибутов компонента (обычно применяется по умолчанию),

(рис.6.2.11) — добавлять к перечню характеристик компонента (PART, RESIS- TANCE и др.) дополнительные характеристики по желанию пользователя,

(рис.6.2.12) — удалять любую из приведенных характеристик (активируется при размещении курсора не какую-либо строку характеристик в окне компонента),

(рис.6.2.13) — отображать в диалоговом режиме способ получения заданного значения ,например, величины сопротивления резистора (принимается по умолчанию).

(рис.6.2.14) — выводить на экран монитора УГО компонента,

(рис.6.2.15) — переход в файл помощи (комментарии к описанию компонентов и их характеристик в подменю (рис.6.2.9)).

(рис.6.2.16) — переход в главное меню файла помощи,

(рис.6.2.17) — отображать в открывающемся диалоговом окне возможность получения выбранной величины, например, величины сопротивления резистора, как эта- лонного.

Строка

(рис.6.2.18)

указывает на вывод на экран дисплея значений токов, мощностей и температуры, при которых они получены. При этом существует возможность коррекции цвета надписей, выводимых на экран. Выбор других режимов позволит помечать точкой концы, вводимого в схеме компонента (рис.6.2.19), присваивать им названия (рис.6.2.20) или номера (рис.6.2.21) .

Активизация (по умолчанию) режима

(рис.6.2.22) — реализует возможность включения в процесс моделирования выбранного компонента,

(рис.6.2.23) — обеспечивает подсветку компонента
Вводпараметровмоделитранзистора

Транзистор типа NPN, который выбирается пиктограммой (рис.6.2.24) на второй строчке главного меню, устанавливается в схему, как описывалось ранее для резистора, и затем, на ниспадающем меню NPN:NPN Transistor (рис.6.6), выбираются:

PART – позиционное обозначение компонента (Q1),

VALUE — характеристика, определяющая его активный режим (может пропускаться),

MODEL – используемый транзистор — 2Т653А.

Рис.6.6

Если параметры транзистора были ранее введены в библиотеку, то программа обращается к файлу (рис.6.2.25) и они высвечиваются в окнах параметров транзистора.

При отсутствии в списке, предлагаемом в активированном окне справа, транзистора

2Т653А, параметры модели транзистора [6] необходимо ввести в подсвеченных окнах

(рис.6.2.25) , вме- сто параметров, представленных в окнах, предварительно нажав кнопку New (рис.6.6):
.MODEL 2T653A NPN (Is=6.0e-14 Bf=75 Vaf=90 Var=100 Ikr=0.2 Isc=6.0e-13 Rb=5.0 Rbm=3.5 Irb=0.5 Rc=0.1 Cje=4.8e-11 Vje=0.75 Mje=0.33

+Cjc=3.8e-11 Vjc=0.75 Mjc=0.33 Cjs=2.0e-14 Vjs=0.75 Mjs=0.33 Fc=0.5 Tf=1.2e-09 Xtf=1.5 Vtf=60 Itf=0.3 Tr=3.2e-8 Xtb=1.5)

Аналогично вводят параметры моделей транзисторов КТ817В и КТ816В, являющиеся комплементарной парой
.MODEL KT817B NPN (Is=3.5e-13 Bf=34 Vaf=50 Ikf=1 Ise=1e-13 Var=210 Ikr=1 Isc=1e-7 Nc=1.5 Rb=0.6 Rbm=0.48 Irb=0.5 Rc=0.15 Cje=1.5e-10

+Vje=0.75 Mje=0.33 Cjc=2.4e-10 Vjc=0.75 Mjc=0.37 Cjs=2e-12 Vjs=0.75 Mjs=0.5 Fc=0.5 Tf=1.56e-9 Xtf=1.5 Vtf=100 Itf=0.5 Tr=5.3e-8 Xtb=2)Is=5.258f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=86 Bf=185.1 Ne=7.428 Ise=28.21n Ikf=.4922 Xtb=1.5 Var=25 Br=2.713

+ Nc=2 Isc=21.2p Ikr=.25 Rb=52 Rc=1.65 Cjc=9.921p Vjc=.65 Mjc=.33 Fc=.5 Cje=11.3p

+ Vje=.69 Mje=.33 Tr=57.71n Tf=611.5p Itf=.52 Vtf=80 Xtf=2),
.MODEL KT816B PNP (Is=3.5e-13 Bf=34 Vaf=20 Ikf= 1 Var=210 Ikr=1 Nc=1.5 Rb=1.44 Rbm=1.15 Irb=0.5 Rc=0.33 Cje=1.5e-10 Vje=0.75

+Mje=0.33 Cjc=2.4e-10 Vjc=0.75 Mjc=0.37 Cjs=2e-12 Vjs=0.75 Mjs=0.5 Fc=0.5 Tf=1.56e-9 Xtf=1.5 Vtf=100 Itf=0.5 Tr=5.3e-8 Xtb=2).

Остальные параметры модели транзистора: COST, POWER, SHAPEGROUPE, PACAGE по своему значению соответствуют позициям, представленным в подменю (рис.6.2.9) , и обычно принимаются по умолчанию.
Вводпараметровмоделидиода
Нажатием на пиктограмму (рис.6.2.26) в строке основных компонентов переходим в подменю (рис.6.2.27) (рис.6.7)

Рис.6.7

Название, структура надписей и кнопок и их назначение соответствуют, описанным ранее, при вводе параметров модели транзистора (рис.6.6). Тип диода KD204A выбирают из списка диодов в правом окне при переходе на строку (рис.6.2.28) (если его модель

описана ранее в библиотеке (рис.6.2.29) ) или вводятся заново. Ввод типа диода в рамке (рис.6.2.30) (рис.6.2.3) и других ат

рибутов новой модели начинается после нажатия кнопки (рис.6.2.31), которые размещаются затем в файле (рис.6.2.32) .

Числовые значения параметров модели диода KD204A вводят в соответствующем окне (указаны на рис.6.7), вместо выведенных на экран монитора. Аббревиатуры и смысл вво- димых параметров диода описаны в [6].
Вводисточникагармоническогосигнала
Для ввода источника гармонического сигнала необходимо, находясь в окне схем (рис.6.8) последовательно активизировать меню Component → Analog Primitives → Waveform Sources → Sine Source.

В последующем, при работе с этим файлом и повторном обращении к меню Component на закладке Analog Primitives появляется укороченный список компонентов, применявшихся ранее.



Рис.6.8

Находясь в подменю (рис.6.2.33) , описываем модель генератора гармонических сигналов, присваивая обозначение PART V5 и тип модели MODEL Gin. Параметры модели F,A,DC и т.д. вводятся в соответствие с рис.6.8. Список компонентов заносится в текстовый файл после активизации строки MODEL, нажатия кнопки (рис.6.2.31) , присвоения названия модели генератора синусоидальных сигналов на выпа- дающем меню (рис.6.2.33) и заполнения окошек, определяющих па- раметры генератора. Параметры генератора задают, указывая в окне

F — значение частоты генератора гармонических сигналов (в герцах, используется только при анализе во временной области),

А — величину амплитуды сигнала (в вольтах, используется только при анализе во временной области),

DC — значение постоянной составляющей (в вольтах), PH — значение начальной фа- зы сигнала (в градусах) ,

RS — величину внутреннего сопротивления источника сигналов (в Омах), RP — пе- риод повторения моделируемого процесса (если процесс затухающий, при указанной ве- личине постоянной времени TAU, сек.),

TAU – постоянная времени затухания переходного процесса. Если параметры гене- ратора были ранее введены, и хранились в текстовом файле

(рис.6.2.34) , то требуемый генератор выбирают активизацией соответствующей строки в правом окне подменю (рис.6.2.33) .

Вводбатареиисточникапитания
Питание схемы ДУ осуществляется от источника ЭДС V4. Величина напряжения ис- точника питания принимается равной 24В. Подключение источника питания (батареи) в схему, как любого другого компонента, происходит после выбора его пиктограммы (рис.6.2.35) в строке главного меню и задания параметров (рис.6.9).



Рис.6.9
Вводсоединительныхлиний
Соединительные линии между элементами схемы “прочерчивают”, используя кноп- ку ввода ортогональных проводников Wire Mode (изображение линии) на панели инст- рументов (рис.6.2).
Удаление(коррекция)компонентовпринципиальнойсхемы
При необходимости коррекции некоторых элементов принципиальной схемы вначале удаляют соответствующий элемент (компонент, линию ), нажав левой кнопкой мыши стрелку (рис.6.2.36) -“изменение режима “окна главного меню, активизировав режим (Select Mode) редактирования элементов или компонентов схемы (рис.6.2). Затем, поведя курсор к компоненту, нажать левую кнопку мыши. При этом подсвечивается, обычно зе- леным цветом, компонент или соответствующий текст на принципиальной схеме и затем, войдя в меню EDIT, выбирают пиктограмму (рис.6.2.37) CUT и удаляют необходи- мые атрибуты. Возникающие трудности при удалении элементов или вводе новых устра- няются обращении к программе HELP главного меню.