Комплексный расчет, анализ и моделирование многокаскадного усилителя, страница 10

сделать следующие выводы о функционировании схемы:

- отсутствие видимых искажений формы выходного сигнала свидетельствует о линейном режиме работы каскада и относительной устойчивости к самовозбуждению;

 - при прохождении импульсного периодического сигнала выходной сигнал преобразуется в близкий к синусоидальному.

 - низкочастотные импульсные помехи вызывают появление на выходе

усилителя затухающих колебаний, способных снизить реальную устойчивость работы схемы.

2.6  Анализ внутренних шумов

Применение инструмента для анализа внутренних шумов (опция

«Analysis|Noise») позволяет исследовать шумовые характеристики электронной схеме 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.

Инструмент позволяет рассчитать влияние шума от любого источника, как постоянного (источники питания и смещения), так и переменного тока (сигнальные источники).

Кроме того, имеется возможность рассмотреть отдельный вклад пассивного или активного компонента схемы в общий шумовой спектр.

Результаты моделирования, отображающиеся графически на частотной оси, представляют собой спектральную плотность шума S(f) приведенную к частоте.

Как правило, график имеет две независимые оси ординат для отображения спектральной плотности шума на входе и выходе анализируемого устройства.

Расчет характеристик в частотной области производится после определения режима по постоянному току и линеаризации нелинейных компонентов – это выполняется автоматически при запуске опции. Все независимые источники напряжения и тока, для которых заданы амплитуды и фазы, являются входными воздействиями.

По результатам расчета спектральной плотности внутреннего шума легко вычисляется дифференциальный коэффициент шума усилителя Kш (f), представляющего собой линейный четырехполюсник, ко входу которого подключен источник сигнального напряжения – рис. 2.14

           

                Рисунок 2.14 – Измерение коэффициента шума четырехполюсника

                                  при подключении ко входу источника напряжения

Формула для расчета дифференциального коэффициента шума при типовой температуре моделирования t = 27°С приобретает, таким образом, следующий вид:

.

(1)

Результаты моделирования, отображающиеся графически на частотной оси, представляют собой спектральную плотность шума S(f) приведенную к частоте рис.2.15.

Как правило, график имеет две независимые оси ординат для отображения спектральной плотности шума на входе и выходе анализируемого устройства.

Рисунок 2.15 – Спектрограммы мощности шума на входе и выходе усилителя

Спектрограмма мощности шума на входе и выходе усилителя показывает, что максимум мощности шума наблюдается за пределами диапазона рабочих частот.

2.7  Анализ частотных искажений

Применение инструмента для анализа нелинейных и интермодуляционных искажений (опция «Analysis|Distortion») позволяет исследовать нелинейные свойства каскада на основе анализа уровней четной (второй) и нечетной (третьей) гармоник полезного сигнала- рис.2.16.