Комплексный расчет, анализ и моделирование многокаскадного усилителя (пояснительная записка), страница 12

Как видно на рисунке 2.14 при подаче на усилитель сигнала резонансной частоты время переходного процесса примерно составляет 15 мкс, так же отсутствуют видимые искажения формы выходного сигнала, свидетельствующие о линейном режиме сигнала.

Дополнительный практический интерес представляет анализ влияния низкочастотных импульсных помех на частотно-избирательные цепи усилительного каскада, представленного на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 – Отклик усилителя на негармоническое воздействие низкой частоты

При низких же частотах (рисунок 2.15) порядка 10 кГц выходной сигнал самовозбуждается на границах полосы пропускания, что приводит к искажению выходного сигнала.

2.6  Анализ внутренних шумов

Применение инструмента для анализа внутренних шумов (опция «Analysis|Noise») позволяет исследовать шумовые характеристики на основе вычисления шумовых вкладов от резисторов, конденсаторов и полупроводников.

Каждый источник шума считается статистически некоррелированным к другим шумовым источникам схемы и влияния этих источников рассчитываются независимо друг от друга.

Полный шум представляет собой среднеквадратичную сумму индивидуальных шумовых вкладов элементов. Инструмент позволяет рассчитать влияние шума от любого источника, как постоянного (источника питания и смещения), так и переменного тока (сигнальный источник).

На рисунке 2.17 показан анализ шумов создаваемых генератором переменного напряжения, с внутренним сопротивлением Ом.

Рисунок 2.18 – Анализ шума на входе и выходе усилителя

Таким образом, можно сделать вывод о том, что мощности шумов на входе и выходе имеют малые значения и не оказывают заметного влияния на работу и частотные свойства и характеристики каскада.

2.7  Анализ частотных искажений

Применение инструмента для анализа нелинейных и интермодуляционных искажений (опция «Analysis|Distortion») позволяет исследовать нелинейные свойства каскада.

Рисунок 2.19 – Характеристики частотных искажений усилителя

Так как импульсы второй и третьей гармоник лежат вне полосы пропускания на частотах приблизительно 200кГц и 300кГц, то они не значительны и их можно не учитывать.

2.8  Анализ на вариацию параметров.

Опция «Analysis|Parameter Sweep» является идеальным инструментом для исследования электронной схемы и может эффективно использоваться как для анализа устойчивости функционирования в режимах постоянного и переменного тока, так и для подбора номинала выбранного компонента.

На рисунке 2.20 показано использование этой опции для исследования влияния емкости колебательных контуров на внешний вид амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик.

Рисунок 2.20 – Анализ устойчивости на изменение конденсаторов

Анализ устойчивости показал, что схема является очень чувствительной к изменению величины емкостей в резонансном контуре, т.е. к изменению номиналов конденсаторов С5, С6 и С8. Т.е при изменении первой АЧХ цепи меняется очень сильно. Данный график подтверждает правильность принятия нами решения разделить конденсаторы Ск на две составляющие.

Для нашего устройства целесообразно провести такой анализ ещё и для шунтирующего резистора, так как он сильно влияет на коэффициент усиления. На рисунке 2.21 показан анализ устойчивости усилителя на изменение шунтирующего резистора.

Рисунок 2.21 – Анализ устойчивости на изменение резистора