АНАЛИЗ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Математическое моделирование устройств и систем

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Математическое моделирование устройств и систем
• Анкор: АНАЛИЗ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
• Дата: 15.09.2022
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: Cherkashin_26-1M2_1laba.docx
• Тип: Отчет; #679529

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра конструирования узлов и деталей радиоэлектронной аппаратуры (КУДР)
АНАЛИЗ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Отчет по лабораторной работе №1

по дисциплине «Математическое моделирование устройств и систем»

Вариант 3

	Студент гр. 261-М2 ___________Черкашин А.В. «____»____________ 2022 г.
	Руководитель Доцент кафедры КУДР, кандидат технических наук ___________ Романовский М. Н. «____»____________ 2022 г.

Содержание

1 Введение 3

2 Ход выполнения работы 4

3 Ответы на контрольные вопросы 10

4 Заключение 11

1 Введение

Цель работы: Ознакомление с графическим редактором PSpice Schematics, приобретение навыков анализа аналоговых схем по постоянному току.

2 Ход выполнения работы

Для выполнения работы была выбрана схема электрическая принципиальная согласно варианту (Рисунок 2.1).



Рисунок 2.1 – Вариант 3
Далее в графическом редакторе PSpice Schematics были выбраны, из интегрированной библиотеки, компоненты необходимые для реализации схемы в графическом редакторе. После чего, выбранные компоненты были расположены, соединены и проставлены их номиналы согласно варианту. Результат приведен на рисунке 2.2.



Рисунок 2.2 – Результат построения схемы электрической принципиальной в графическом редакторе
Так же при помощи редактора был выведен список соединений.

Список соединений:

* Schematics Netlist *

C_C1 0 $N_0001 500n

R_R2 $N_0002 $N_0001 10k

C_C2 0 $N_0003 200n

R_R3 $N_0004 $N_0003 4k

L_L1 $N_0001 $N_0004 10mH

R_R1 $N_0005 $N_0004 3

R_R4 $N_0001 $N_0003 5k

V_V1 $N_0005 0 3V

V_V2 $N_0002 0 3V

I_I1 0 $N_0003 DC 1mA
Далее проводился анализ Bias Point (точка смещения). Этот анализ как правило считается промежуточным для дальнейшего анализа схем. Результатом анализа являются напряжения узлов и токи текущие через элементы. Узловые напряжения определяются относительно опорного узла (земля). Результат анализа приведен на рисунке 2.3.



Рисунок 2.3 – Результат анализа Bias Point
В завершении проводился анализ Transfer Function (малосигнальная передаточная функция). Входным параметром послужил источник напряжения (V1), выходным – напряжение на конденсаторе 2 (V(C2)).

Результат представлен в файлах с расширением .cir и .out. В файле .cir содержатся директивы моделирования, ссылки на файл списка соединений и др. файлы с информацией о проекте. Непосредственно перед моделированием программа PSpice A/D прочитывает все файлы, 8 указанные в файле *.cir. В файле .out представлена часть результатов моделирования, а также сообщения об ошибках моделирования.

Содержание файла .cir:

* D:\Cherkashin_261-M2\Schematic1.sch

* Schematics Version 9.1 - Web Update 1

* Fri Sep 17 10:18:20 2021

** Analysis setup **

.TF V(C_C2) V_V1

.OP

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini:

.lib "nom.lib"

.INC "Schematic1.net"

.INC "Schematic1.als"

.probe

.END

Содержание файла .out:

**** 09/17/21 10:18:20 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) **************

* D:\Cherkashin_261-M2\Schematic1.sch

**** CIRCUIT DESCRIPTION

******************************************************************************

* Schematics Version 9.1 - Web Update 1

* Fri Sep 17 10:18:20 2021

** Analysis setup **

.TF V(C_C2) V_V1

.OP

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini:

.lib "nom.lib"

.INC "Schematic1.net"

**** INCLUDING Schematic1.net ****

* Schematics Netlist *

C_C1 0 $N_0001 500n

R_R2 $N_0002 $N_0001 10k

C_C2 0 $N_0003 200n

R_R3 $N_0004 $N_0003 4k

L_L1 $N_0001 $N_0004 10mH

R_R1 $N_0005 $N_0004 3

R_R4 $N_0001 $N_0003 5k

V_V1 $N_0005 0 3V

V_V2 $N_0002 0 3V

I_I1 0 $N_0003 DC 1mA

**** RESUMING Schematic1.cir ****

.INC "Schematic1.als"

**** INCLUDING Schematic1.als ****

* Schematics Aliases *

.ALIASES

C_C1 C1(1=0 2=$N_0001 )

R_R2 R2(1=$N_0002 2=$N_0001 )

C_C2 C2(1=0 2=$N_0003 )

R_R3 R3(1=$N_0004 2=$N_0003 )

L_L1 L1(1=$N_0001 2=$N_0004 )

R_R1 R1(1=$N_0005 2=$N_0004 )

R_R4 R4(1=$N_0001 2=$N_0003 )

V_V1 V1(+=$N_0005 -=0 )

V_V2 V2(+=$N_0002 -=0 )

I_I1 I1(+=0 -=$N_0003 )

.ENDALIASES

**** RESUMING Schematic1.cir ****

.probe

.END

**** 09/17/21 10:18:20 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) **************

* D:\Cherkashin_261-M2\Schematic1.sch

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C

******************************************************************************

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

($N_0001) 3.0030 ($N_0002) 3.0000

($N_0003) 5.2252 ($N_0004) 3.0030

($N_0005) 3.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_V1 9.997E-04

V_V2 2.999E-07

TOTAL POWER DISSIPATION -3.00E-03 WATTS

**** 09/17/21 10:18:20 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) **************

* D:\Cherkashin_261-M2\Schematic1.sch

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG C

******************************************************************************

**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS

V(C_C2)/V_V1 = -9.997E-01

INPUT RESISTANCE AT V_V1 = 1.000E+04

OUTPUT RESISTANCE AT V(C_C2) = 2.225E+03

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME 0.00
Ниже приведён аналитический расчет узловых напряжений и токов элементов, а так же расчет малосигнальной передаточной функции (рисунок 2.4 – 2.5).



Рисунок 2.4 – Расчет
Как можно заметить, расчеты сошлись.

3 Ответы на контрольные вопросы

1. 
   Какова цель работы?
   

Ознакомление с графическим редактором PSpice Schematics, приобретение навыков анализа аналоговых схем по постоянному току.

2. 
   Каковы основные задачи анализа по постоянному току?
   

Определение напряжений узлов схемы и токи элементов.

3. 
   Как изменить режим работы графического редактора PSpice Schematics?
   

После первоначальной загрузки основного исполняемого файла psched.exe устанавливается режим редактирования схемы. При необходимости с помощью меню File > Edit Library можно перевести редактор в режим редактирования УГО.

4. 
   Какие расширения имеют файл соединений и др. файлы с информацией о проекте?
   

.cir

5. 
   Какие параметры задаются при настройке анализа Bias Point?
   

Допустимая абсолютная ошибка расчета напряжений определяется опцией VNTOL (1мкВ), токов – ABSTOL (1пА), заряда – CHGTOL (0.01пКл). Допустимая относительная ошибка расчета токов и напряжений в переходных процессах определяется опцией RELTOL (0.001). В скобках приведены значения данных опций по умолчанию.

Для определения количества значащих цифр в таблицах выходных данных имеется опция NUMDGT (4). С помощью опции WIDTH (80) можно регулировать длину строки выходного файла (имя_файла_схемы.out).

4 Заключение

В ходе выполнения лабораторной работы было проведено ознакомление с графическим редактором PSpice Schematics, приобретение навыков анализа аналоговых схем по постоянному току, а так же проведены необходимые расчеты в ручную.

Томск 2022