Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Комп'ютерне моделювання транзисторного підсилювача.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Основи автоматизації проектування РЕА
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний Університет
“Львівська політехніка”
Курсова робота
з дисципліни “Основи автоматизації проектування РЕА”
на тему:
“Комп'ютерне моделювання транзисторного підсилювача.”
Львів 2007
Зміст
ВСТУП
В даній роботі виконується аналіз підсилювача в режимі постійного струму, аналіз підсилювача в режимі малого сигналу та моделювання підсилювача за допомогою ПКМ Micro-CAP III.
При аналізі підсилювача в режимі постійного струму транзистор заміняємо статичною моделлю Еберса-Молла, вилучаємо зі схеми ємності і незалежні змінні в часі джерела напруги і струму, закорочуємо індуктивності, перетвотворюємо незалежне джерело постійної напруги у незалежне джерело постійного струму та знаходимо струм, напругу і розсіювану потужність кожного компонента.
При аналізі підсилювача в режимі малого сигналу транзистор заміняємо малосигнальною моделлю і розраховуємо її параметри, використавши результати статичного аналізу.
1.ПОЧАТКОВІ ДАНІ
Завдання до курсової роботи підготовлене із застосуванням ПМК PSpice і складається з операторів опису схеми, директив керування завданням та результатів аналізу.
Початковими даними до курсової роботи є електрична схема транзисторного підсилювача(Рис.1), який складається з біполярного транзистора, джерела живлення, режимозадавальних резисторів, джерела гармонічного сигналу, розділювальних конденсаторів та навантаження. Задається також універсальна модель Еберса-Молла (нелінійна гібридна π-модель)біполярного транзистора та її параметри.
TRANSISTOR test 7
.OPT ACCT LIST NODE OPTS NOPAGE
.OP
.LIB nom.lib
R1 3 0 15.5K
R2 2 3 100K
R3 5 0 100
RH 2 4 6K
VS 4 0 DC 12V
Q1 2 3 5 KT316B
C1 1 3 1U
C2 5 0 0.1U
VIN 1 0 AC 10E-3 0
.MODEL KT316B NPN (Is=3e-15 Bf=75
+Br=0.3 Rb=70 Rc=7 Re=4
+Cjc=4p Vjc=0.65 Mjc=0.33
+Cje=1.2p Vje=0.70 Mje=0.35 Tf=94p Tr=66n)
.DC VS 12 12 0.5
.SENS V(2)
.AC DEC 2 10 1E7
.PRINT DC V(3),V(5),V(2),IB(Q1),IC(Q1),IE(Q1)
.PRINT AC V(1),VM(2),VP(2),V(3),V(5)
.PROBE
.END
EMBED PBrush
Рис.1 Електрична схема транзисторного підсилювача
2. АНАЛІЗ ПІДСИЛЮВАЧА В РЕЖИМІ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
2.1.Заступн схема кола в режимі постійному струму
Для складання заступної схеми кола в режимі постійному струму необхідно:
- замінити транзистор статичною моделлю Еберса-Молла;
- вилучити зі схеми ємності і незалежні змінні в часі джерела напруги 1 струму, закоротити Індуктивності;
- перетворити незалежне джерело постійної напруги VS, прийняв ши його внутрішній опір RS=0.001 Ом, у незалежне джерело постійного струму JS з внутрішньою провідністю YS (рис. 2).
Перетворення незалежного джерела напруги в незалежне джерело струму або навпаки для вказаної полярності джерел-(рис. 2) здійсню ється за формулами:
Ijs=Uvs/RS
YS=1/RS
і є еквівалентним відносно зовнішніх полюсів m і l, тобто напруга U i струм І в обох випадках є однаковими. Однак потужність, що розсі юється на внутрішній провідності YS джерела струму JS, на відміну від джерела напруги VS, є дуже великою i не має фізичного змісту.
Робити топологічні перетворення в заступній схемі, тобто об' єднувати послідовно або паралельно з'єднані компоненти, не дозволя ється.
Отже, заступна схема кола в режимі постійного струму набуде вигляду:
EMBED Word.Picture.8
2.2. Нумерація вузлів заступної схеми.
Вузол - це точка з'єднання двох або більше компонентів. Спіль ний вузол ("земля") завжди необхідно позначати номером "0". Номери вузлів, що об'єднуються внаслідок закорочення індуктивностей або стають ізольованими після вилучення ємностей та незалежних змінних в часі джерел напруги чи струму, необхідно присвоювати внутрішнім вузлам заступної схеми транзистора. В Інших випадках змінювати но мери вузлів, що вказані в завданні до курсової роботи, не дозволя ється.
2.3. Прийняття умовних додатних напрямків струмів і напруг компонентів.
Отже, в заступній схемі необхідно вказати лише умовні додатні напрямки струмів компонентів, а напрямки напруг компонентів, за ви нятком керуючих напруг, вказувати недоцільно.
Довільно приймати напрямки струмів і напруг можна лише для не полярних компонентів, до яких належать лінійні опори та провіднос ті. Для діодів умовний додатний напрямок завжди необхідно приймати від анода (емітера) до катода (бази). Для незалежних 1 керованих джерел струму чи напруги напрямки струму або напруги завжди зада ються 1 змінювати їх, так само як 1 напрямок керуючої напруги, не можна, бо це призведе до зміни кола, що підлягає аналізу.
Істинні напрямки струмів 1 напруг всіх компонентів можна виз начити лише після розрахунку. Від'ємний знак розрахованої величини означає, що дійсний напрямок є протилежним до прийнятого.
2.4. Компонентні рівняння
Для кожного компонента записати компонентне рівняння, з якого визначити струм компонента і похідну струму по напрузі, тобто дифе ренціальну провідність компонента (крім незалежних джерел струму ). Напругу кожного компонента згідно з заданим або вибраним напрямком та прийнятою домовленістю про відлік (додатний напрямок - від "плю са" до "мінуса" (п.2.3)) виразити через відповідні вузлові потенці али.
Вузловий потенціал фk деякого вузла k (k=1,2, .... п) - це напруга між даним вузлом 1 базисним опорним вузлом, за який прийня тий спільний вузол ("земля"). що завжди повинен мати номер "О". Умовний додатний напрямок кожного вузлового потенціалу приймається від відповідного вузла до нульового (базисного) вузла.
UR1=φ3;UR2=φ2-φ3;UR3=φ5; URн=φ4-φ2;Ube=φ1-φ7; Ubc=φ1-φ6; URc=φ2-φ6;URe=φ7-φ5;URb=φ3-φ1.
2.5. Вектор вузлових струмів J(ф)
Нелінійне коло в режимі постійного струму описується системою нелінійних алгебраїчних рівнянь.
Рівняння для нульового вузла не складається, оскільки воно є лінійно залежним стосовно рівнянь для всіх інших вузлів. Отже J(ф)=0
EMBED Mathcad
2.6. Матриця Якобі G(ф)
Як відомо, матриця Якобі системи - це матриця пер ших частинних похідних функцій , з яких складається век тор-функція f(х), за всіма невідомими Хs.
З огляду на це матриця Якобі складена у вузловому ко ординатному базисі._ називається ще матрицею вузлових диференціальних провідностей G(ф) = J'(ф)
При складанні матриці вузлових диференціальних провідностей можна застосувати, як і при формуванні вектора вузло вих струмів, спосіб позиційного сумування. Згідно з цим способом кожний компонент схеми розглядається окремо і диференціальна про відність компонента з певним знаком заноситься у відповідні елемен ти матриці вузлових диференціальних провідностей.
Запишемо диференціальні провідності для кожного елемента. В дужках подані номери вузлів, між якими знаходиться даний елемент. Для керованих джерел струму спочатку йдуть рядки, а потім стовбці.
gR1=1/R1 gRн=1/Rн gYS=YS
grc=1/re grc=1/rc grb=1/rb
gcc=Is/фT*exp(Ube/фT) gR2=1/R2 gec= Is/фT*exp(Ubc/фT) Отже, повна матриця вузлових диференціальних провідностей набуде вигляду
EMBED Mathcad
2.7. Алгоритм і програма статичного аналізу.
Складаємо алгоритм аналізу підсилювача в режимі постійного струму на підставі методу Ньютона, який перед бачає розв'язування системи нелінійних алгебраїчних рівнянь, виконуючи Ітерації за такими формулами:
G(ф(k-1))*Δφ (k)=-j(φ(k-1))
φ (k) = φ(k-1) + Δφ (k)
де k=1,2 ... - номер Ітерації. Логічна схема алгоритму статичного аналізу наведена на рис. 5.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора