Лабораторная работа № 8 Тема: Возможности исследования цифровых схем в OrCAD

4. Увеличивая амплитуду входного сигнала до 1В, наблюдать за изменением амплитуды и формы выходного сигнала. Это реализуется автоматизацией процесса. Для этого:

• Установить (Analysis - Setup) режим PARAMETRIC со следующими параметрами: Global Parameter; Linear; Name = AMPL; Start Value = 100mV; End Value = 1V; Increment = 100mV.

• Произвести расчет схемы (F11или пиктограмма ) и получить набор графиков входного синусоидального напряжения и выходного сигнала. При запросе системы о выборе графика для вывода на экран "нажать" кнопку OK. В левой нижней части экрана расположены цветные идентификаторы для каждого из графиков. При активизации электронных курсоров перенос курсора с одного графика на другой производится щелчком кнопки мыши на выбранном идентификаторе. Определить как положительные, так и отрицательные максимальные значения выходного напряжения.

Таблица 3

Uвх, В

З00

б00

U+вых, В

U-вых, В

• Результаты свести в таблицу и построить зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала U_вых(U_вх) - амплитудную характеристику. Определить динамический диапазон входного сигнала.

5. Снять частотную характеристику усилителя и определить коэффициент уси­ления усилителя в полосе пропускания К_{и хх} и граничные частоты усиления f_н и f_в.

Отключить режимы PARAMETRIC и TRANSIENT. Установить режим анализа по переменному току (AC Sweep) с параметрами: Decade, Pts/Decade = 101, Start Freq = 1, End Freq = 1Meg.

• Отключить маркеры входного и выходного сигнала, а к выходу схемы подключить специальный маркер для измерения коэффициента передачи в децибелах (Markers - Mark Advanced - Vdb). Так как U_вх=1В, то выходной сигнал равен коэффициенту усиления, который измеряется в децибелах: К(дБ)= 20lg(U_вых/U_вх).

• Запустить схему на расчет и получить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя.

• С помощью электронных курсоров определить коэффициент усиления в области средних частот, а на уровне -3дБ определить граничные частоты.

Таблица 4

K_uхх

f_н

f_в

6. Определить входное сопротивление каскада R_вх, сравнить с расчетом.

• Для определения входного сопротивления необходимо нанести (Trace-Add) график зависимости входного сопротивления от частоты (остальные графики удалить). Это можно сделать, записав в командной строке окна Trace Expression выражение: V(V1:+)/I(V1), где V1 - условное обозначение источника входного сигнала.

• Определить входное сопротивление в области средних частот и сравнить с расчетом.

7. Меняя сопротивление нагрузки в диапазоне 0,1...1000 кОм, построить график K_u(R_н). Определить выходное сопротивление усилителя.

• Установить режим PARAMETRIC с параметрами: Name=RL;Decade;Start Value=100;End Value=10k;Pts/Decade=2.

• Запустить схему на расчет (F11или пиктограмма ) и получить семейство амплитудно-частотных характеристик усилительного каскада.

• В области средних частот определить коэффициент усиления для всех значений нагрузки и затем построить график K_u(R_н).

• Выходное сопротивление усилителя можно определить с помощью графика K_u(R_н) по уровню 0,5K_{u хх}.

кОм

0,1

0,32

1,0

3,2

Ku, дБ

К_u

Содержание отчета

1. В отчете указать тему, цель работы
2. Описать основные этапы выполнения работы
3. Вычертить и заполнить все таблицы, указанные в работе
4. Записать выводы по проделанной работе

Контрольные вопросы

1. Как запустить схему на расчет?
2. Что показывает режим расчета схемы Bias Point?
3. Что показывает режим расчета схемы Transient?
4. Что показывает режим анализа схемы AC Sweep?
5. Какие курсоры использовались при определении коэффициента усиления в области средних частот и почему?

Цель работы:Научиться составлять и исследовать цифровые схемы в САПР OrCAD

Оборудование рабочего места: ПК, ПО