Спектральный и частотный анализ технических систем в САПР

Лабораторная работа №2

Спектральный и частотный анализ технических систем в САПР

Выполнил студент группы ЭC-31 Рабинович Е. Г.

Цель работы: Овладеть навыками спектрального и частотного анализа электрических  цепей в пакете OrCAD

1.  Открыли новый проект.

2.  Подготовили чертёж в редакторе OrCADCaptureCIS . При выполнении настоящей лабораторной работы №2 использовали схему и номиналы элементов пассивного фильтра из лабораторной работы №6 первого семестра согласно варианта. Чертёж схемы с параметрами элементов сохранили в формате Word для подготовки отчёта. Получили след.эпюры

3.   Выполнить анализ переходных процессов. Для  этого на вход схемы подать трапециевидный сигнал от источника импульсного напряжения VPULSE.

4.  Построить графики изменения напряжения на входе и выходе схемы. Эпюры напряжений сохранить в редакторе Word для подготовки отчёта.

5.  После того как будут получены и сохранены для отчёта графики входного и выходного сигналов,  выполнить спектральный анализ. Для этого, не выходя! из режима просмотра результатов анализа переходных процессов использовать опцию выполнения спектрального анализа программы PSpice : нажать на «иконку» FFT . На поле вывода результатов моделирования временные графики выходных процессов будут заменены на графики спектров соответствующих сигналов.

6.  Графики спектров сигналов сохранить в редакторе Word для подготовки отчёта.

7.  Для выполнения частотного анализа на вход схемы подать гармонический сигнал от источника гармонического напряжения VAC. Амплитуду сигнала выбрать самостоятельно, а постоянную составляющую задать равной нулю.

8.  Перед выполнением процесса моделирования в программе PSpice задать следующие установки: в EditSimulationProfile  опции AnalysisType задать тип моделирования ACSweep/Noise;

-  в ACSweepType указать частотный диапазон анализа: начальную и конечную частоты, а также число точек/декад для выполнения анализа и построения графика;

-  анализ выполнить с линейной и логарифмической шкалами построения частотных графиков.

9.  Выполнить моделирование и получить графики амплитудно-частных характеристик на выходе схемы.

10.Графики амплитудно-частных характеристик сохранить в формате Wordдля подготовки отчёта.

11.Задать соответствующие переменные и получить графики фазо-частотных характеристик, сохранить их в Word для подготовки отчета.

12.Самостоятельно внести изменения в схему и трансформировать исходный фильтр в полосовой.

13.Выполнить анализ переходных процессов и частотных характеристик и доказать, что видоизмененная схема – схема полосового фильтра.

14.Исходные данные к лабораторной работе, чертежи схем, подготовленные в редакторе  Captureи  результаты моделирования представить в отчёте.

15.Распечатать и выполнить анализ файла описания и моделирования схемы (файл *.OUT).

**** 02/27/07 15:20:11 ******* PSpice 10.5.0 (Jan 2005) ******* ID# 2089878865

 ** Profile: "SCHEMATIC1-2"  [ Z:\Kovaleva\arcad\l2\lab2-PSpiceFiles\SCHEMATIC1\2.sim ]

 ****     CIRCUIT DESCRIPTION

******************************************************************************

** Creating circuit file "2.cir"

** WARNING: THIS AUTOMATICALLY GENERATED FILE MAY BE OVERWRITTEN BY SUBSEQUENT SIMULATIONS

*Libraries:

* Profile Libraries :

* Local Libraries :

* From [PSPICE NETLIST] section of C:\OrCAD\OrCAD105\tools\PSpice\PSpice.ini file:

.lib "nom.lib"

*Analysis directives:

.AC DEC 100 1000Hz 100000000000000Hz

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC "..\SCHEMATIC1.net"

**** INCLUDING SCHEMATIC1.net ****

* source LAB2

C_C2         N00573 OUT  0.0019n 

R_R2         0 N00426  3 

R_R3         N00561 N00573  1 

R_R4         IN N00551  50 

R_R5         0 OUT  100 

C_C3         0 N00551  0.00001n 

L_L1         N00551 0  5m 

L_L2         N00573 N00426  1.9m 

C_C4         N00426 N00573  0.00001n 

V_V1         IN 0 DC 0.8Vdc AC 1

C_C1         N00551 N00561  700n 

**** RESUMING 2.cir ****

.END

**** 02/27/07 15:20:11 ******* PSpice 10.5.0 (Jan 2005) ******* ID# 2089878865

 ** Profile: "SCHEMATIC1-2"  [ Z:\Kovaleva\arcad\l2\lab2-PSpiceFiles\SCHEMATIC1\2.sim ]

 ****     SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION       TEMPERATURE =   27.000 DEG C

******************************************************************************

 NODE   VOLTAGE     NODE   VOLTAGE     NODE   VOLTAGE     NODE   VOLTAGE

(   IN)     .8000  (  OUT)    0.0000  (N00426)    0.0000 (N00551)    0.0000    

(N00561)    0.0000 (N00573)    0.0000

    VOLTAGE SOURCE CURRENTS

    NAME         CURRENT

    V_V1        -1.600E-02

    TOTAL POWER DISSIPATION   1.28E-02  WATTS

          JOB CONCLUDED

**** 02/27/07 15:20:11 ******* PSpice 10.5.0 (Jan 2005) ******* ID# 2089878865

 ** Profile: "SCHEMATIC1-2"  [ Z:\Kovaleva\arcad\l2\lab2-PSpiceFiles\SCHEMATIC1\2.sim ]

 ****     JOB STATISTICS SUMMARY

******************************************************************************

  Total job time (using Solver 1)   =         .34

В файле out мы можем найти: дату и время создания файла, путь к проекту, подключаемые библиотеки, параметры всех используемых элементов, и результаты моделирования в отмеченных точках.

16. Вывод: в ходе проделанной работы была исследована схема ФВЧ (взятая из ЛР№6) и получили его характеристики. Убедились что фильтр высокочастотный, т.к. при введении маленьких значений периода выходной сигнал на равен 0. Результаты анализа переходных процессов, спектрального частотного моделирования полностью повторяет анализ ЛР№6 в СКМ Maple.