Файл: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.04.2024

Просмотров: 15

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Рисунок 5.3.


  1. Произвести настройку параметров функции анализа AC Analysis для получения графиков АЧХ и ФЧХ. (См. рис. 5.4).



Рисунок 5.4.

Запустить анализ AC Analysis, нажав «Simulate» (см. рис. 5.5).





Рисунок 5.5.

  1. На основании полученной АЧХ (см. рис. 5.5) определяем полосу пропускания усилителя ∆f. Полосой пропускания называется интервал частот, в пределах которого коэффициент усиления снижается не ниже уровня 0,707Kср, где Kср – коэффициент усиления на средних частотах (является максимальным). С помощью курсоров находим полосу пропускаемых частот ∆f =dx.


Содержание отчета.

  1. Схема усилителя.

  2. Осциллограмма выходного напряжения усилителя и параметры транзистора в режиме покоя.

  3. АЧХ и ФЧХ каскада.

  4. Расчет полосы пропускания каскада.

  5. Анализ полученных результатов и выводы по лабораторной работе.

Лабораторная работа № 7а

«Исследование усилителя постоянного тока в виртуальной лаборатории»
Цель работы: изучение принципа действия усилителя постоянного тока (УПТ) на дифференциальном транзисторном каскаде, определение его основных характеристик в пакете Multisim.

Содержание работы.

1. Подготовка схем к исследованиям.

2. Получение амплитудных характеристик 2-х вариантов схемы УПТ.

3. Определение коэффициента усиления УПТ.

Порядок выполнения работы.

1. Нарисовать в редакторе Multisim схему УПТ.



Р ис. 7.1

Задать параметры модели виртуальных транзисторов в соответствии с номером рабочего места: BF = (50 + 10 ∙ X).

На рис.7.1 резистор R5 = 0. Проверяем выходное напряжение с помощью мультиметра ХММ1 см. рис. 7.2.

Выходное напряжение бесконечно мало, им можно пренебречь.

Рис. 7.2

2. Получаем амплитудную характеристику, используя команду DC Sweep. Настройки см. рис. 7 .3.




Рис. 7.3.

Амплитудная характеристика будет иметь вид (см. рис. 7.4):







Рис. 7.4.

3. Определяем коэффициент усиления:
4. Повторяем исследования п.1 – 3 для II варианта схемы. Во втором варианте схемы резистор R5 = 2,2 кОм, а резистор R6 = 0.
Содержание отчета.


  1. Схема исследования УПТ.

  2. Графики амплитудных характеристик.

  3. Расчет коэффициента усиления.

  4. Выводы по работе.


Лабораторная работа № 7б

«Исследование операционных усилителей в виртуальной лаборатории»
Цель работы: Исследовать работу операционных усилителей в пакете Multisim.

Содержание работы.

  1. Исследование схем неинвертирующего, инвертирующего операционных усилителей, а также сумматора и интегратора.

  2. Получение графиков входного и выходного напряжений схем.

  3. Определение коэффициентов усиления схем неинвертирующего, инвертирующего ОУ и сравнение с заданным значением.

  4. Определение зависимостей выходного напряжения сумматора и интегатора и сравнение с расчетным значением.


Порядок выполнения работы.


  1. Выбрать в базе компонентов из группы ANALOG семейство OPAMP_3T_VIRTUAL трёхточечный операционный усилитель (далее - ОУ), содержащий 2 входа: «+» - прямой вход и «-» - инверсный. Выход не обозначен (см рис.7.5).



Рис. 7.5

2. Свойства ОУ необходимо задать при помощи двойного щелчка на нём: открыть окно ANALOG_VIRTUAL, где выбирать вкладку Value (см. рис. 7.6):



Рис. 7.6

Основной параметр – коэффициент усиления на постоянном токе Open Loop Gain задаётся в кВ/В: на входе В, на выходе кВ, таким образом зашифрован порядок коэффициента усиления на постоянном токе. Для данного случая – 200 000 единиц.

Входное сопротивление Input_Resistance'>Input Resistance задаём в МОм, выходное - Output Resistance – десятки Ом.

Качество ОУ характеризуется выходным максимальным напряжением
Positive Voltage Swing (VSW+) и Positive Voltage Swing (VSW+) обычно не более 15 В.

Напряжение смещения Input Offset Voltage (при нулевом напряжении на входе, на выходе появляется напряжение, отличное от нуля). Устанавливаем на выходе ноль и будем использовать идеальные параметры.

Ток смещения Input Bias Current установим также равным нулю.

Скорость нарастания напряжения Slew Rate примем 500 кВ/сек: чем это больше, тем лучше качество усилителя, т.е. быстрее изменяется выходное напряжение.

Полоса единичного усиления Unity-Gain Bandwidth 1,5 МГц, при которой коэффициент усиления равен единице. Мы работаем на малых частотах.

Значение емкости Compensation Capacitance не меняем.

Сохранить изменения, нажав клавишу ОК.

  1. Изобразить основные операционные схемы – неинвертирующего, инвертирующего, суммирующего усилителей и интегратора (см. рис. 7.7-7.10), снять зависимости выходного напряжения.

Для этого на вход подключить функциональный генератор. Задать амплитуду 0,2 В и частоту 1 кГц. Форма сигнала – синусоидальная.

Для каждой бригады задаём коэффициенты усиления КU=5·Х, где Х – номер рабочего места. Значения резисторов для каждой схемы подобрать таким образом, чтобы обеспечить требуемое значение КU.



Рис. 7.7 Рис. 7.8




Формулы пусть смотрят в лекциях или, может, привести?

Рис. 7.9 Рис. 7.10

Инвертирующий и неинвертирующий операционные усилители. Получить график входного и выходного напряжений с помощью анализа «Transient Analysis». Для этого открыть окно настройки анализа (Текстовое меню «Simulate/Analysis/Transient Analysis …» или иконка), на закладке «Output» выбрать узел входного и выходного сигнала. По графику определить амплитуды напряжений и рассчитать коэффициенты усиления (см. рис. 7.11-7.12).





Рис.7.11.




Рис. 7.12

Сумматор. Для одного сигнала задать требуемый КU, а для второго – в 2 раза меньше.С помощью анализа «Transient Analysis» построить графики входных и выходных сигналов, определить значение выходного напряжения (см. рис. 7.13).





Рис.7.13
Интегратор. Задать при помощи резистора и конденсатора требуемую постоянную времени τ=0,001·Х, где Х – номер рабочего места. Получить временную зависимость выходного напряжения интегратора и определить входное и выходное напряжения в произвольный момент времени (см. рис. 7.14). Выполнить проверку аналитическим расчетом.


Рис.7.14
4. Выводы. Сравнить значения заданных (расчетных) и экспериментальных КU, Uвых(t).

Содержание отчета.

Лабораторная работа № 8а

«Исследование схем генераторов в виртуальной лаборатории»
Цель работы: изучение принципа действия генераторов и определение их основных параметров в пакете Multisim.

Содержание работы.

Создать модель моста Вина и релаксационного генератора и получить их графические характеристики.
Порядок выполнения работы.

1. Нарисовать схему моста Вина (см. рис. 8.1).



Рис. 8.1

По заданной частоте рассчитать номиналы схемных элементов:

Отсюда принимаем R и рассчитываем емкость С.

Для построения частотных характеристик задаем параметры AC Analysis (см. рис.8.2).



Рис. 8.2

Далее нажатием клавиши Simulate получаем на экране АЧХ (см. рис.8.3).





Рис.8.3.
2. Нарисовать схему релаксационного генератора (см. рис.8.4).



Рис.8.4.
Для построения временной зависимости выходного напряжения генератора задаем параметры Transient Analysis (см. рис. 8.5).



Рис. 8.5.
временной зависимости выходного напряжения будет иметь вид (см. рис.8.6):


Рис.8.6.
Определяем частоту генератора , амплитуду в установившемся режиме.


Лабораторная работа №9а

«Исследование ключевых схем»

Цель работы: изучение принципа действия и определение основных параметров ключевых схем в среде Multisim.
Содержание работы.

  1. Создать модель виртуальной схемы ключа с биполярным транзистором и транзистором с индуцированным каналом.

  2. Подобрать такую амплитуду входного сигнала, чтобы коэффициент насыщения γ=1.

  3. Для каждой схемы при γ=1 получить временные диаграммы для трех видов сигналов функционального генератора

Порядок выполнения работы.

  1. Собрать схемы включения транзисторных ключей (рис. 9.1).

Function Generator – источник входного сигнала;

V1, – источники питания схемы;

VT – виртуальный транзистор BJT N-P-N VIRTUAL;

Осциллограф – для измерения выходного напряжения ключа;

Смотрите также файлы