Изучение пакета схемотехнического моделирования Workbench

Изучение пакета схемотехнического моделирования Workbench

Цель работы: Изучение возможностей и основных приемов работы в среде Workbench. Изучение с его помощью прохождения гармонических и импульсных электрических колебаний через простейшие линейные цепи.

1. Лабораторное задание

1.1. Изучить назначение, возможности и основные приемы работы с пакетом.

1.1.1. Изучить описание пакета.

1.1.2. Загрузить пакет в оперативную память компьютера.

1.1.3. Составить принципиальную схему усилителя, исследовавшегося при изучении метода узловых потенциалов в данном лабораторном цикле. На вход усилителя подключить генератор колебаний (Function Generator), а на выходе – осциллограф.

1.1.4. Сохранить схему в файл.

1.1.5. Изучить интерфейс пакета и ознакомиться с действием основных пунктов главного меню, пробуя применять их на примере этой электрической схемы.

1.1.6. После окончания работ по п.1.1 выгрузить пакет из оперативной памяти, выполнить выход из регистрации в системе, повторно зарегистрироваться, заново загрузить пакет в оперативную память и сохраненную схему. Это надо сделать, чтобы восстановить основные режимы работы пакета, принятые по умолчанию, и его работоспособность.

1.2. Изучить измерение напряжений осциллографом.

1.2.1. Установить на выходе генератора гармоническое колебание с частотой 100 кГц и амплитудой 10 мВ.

1.2.2. Снять осциллограммы напряжений во всех точках схемы, используя открытый вход осциллографа. Измерить по ним постоянные и переменные составляющие напряжений.

1.2.3. Повторить измерения с закрытыми входами (AC) осциллографа. Сравнить результаты и объяснить их.

1.3. Изучить измерение токов с помощью осциллографа.

1.3.1. Включить дополнительно в схему два резистора (шунта) с сопротивлением 1 Ом. Для измерения тока эмиттера шунт включить последовательно в разрыв между землей и эмиттерной цепью транзистора, а тока коллектора – между Rк и источником питания.

1.3.2. Снять совмещенные осциллограммы токов эмиттера и коллектора используя одновременно открытые входы А и В осциллографа. Измерить по осциллограммам постоянные и переменные составляющие токов транзистора. Если измерения невыполнимы, отметить это в отчете и зафиксировать причину.

1.3.3. Измерения повторить с закрытыми входами осциллографа. Сравнить результаты и объяснить их.

1.4. Исследовать свойства усилителя.

1.4.1. Определить наибольшую амплитуду выходных колебаний, которую без искажений можно получить на выходе усилителя. Для правильно спроектированной схемы она должна составлять 0,3-0,5Ep.

1.4.2. Исследовать зависимость усиления от частоты, установив предварительно амплитуду входных колебаний на частоте 100 кГц такой, чтобы переменное напряжение усиливалось без искажений и приближалось к максимальному.

1.4.2.1. Измерить коэффициент усиления и сдвиг фаз на частоте 100 кГц. Для этого подключить вход А осциллографа параллельно входу усилителя, а вход В – к выходу усилителя. Если используется идеальный транзистор, включить параллельно его коллектору и эмиттеру конденсатор С=30 пФ, грубо имитируя таким способом частотные свойства реального транзистора.

1.4.2.2. Меняя частоту колебаний генератора определить частоту, на которой усиление максимально, а также верхнюю и нижнюю граничные частоты, на которых усиление уменьшается до величины 0,707 () от максимальной величины.

1.4.2.3. Повторить измерения по п.1.4.2.1 при 10 – 12 значениях частоты, так чтобы получить наглядный график зависимости усиления от частоты.

1.4.2.4. По снятым точкам построить графики зависимостей усиления и сдвига фазы от частоты и проанализировать их.