Генераторы линейно-изменяющегося напряжения на операционных усилителях в среде моделирования OrCADCapture(версия 16,2)

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Компьютерных Систем и Программных Технологий

Отчет

по курсовому проекту

Генераторы линейно-изменяющегося напряжения на операционных усилителях в среде моделирования OrCADCapture(версия 16.2).

Электроника

Работу выполнила:

группа 3081/1

Преподаватель:

Подпись преподавателя:___________________

2010

Цель работы: Ознакомление с основными схемотехническими приёмами и принципами построения генераторов пилообразного напряжения (ГПН), генераторов треугольного напряжения (ГТН), и широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) в среде OrCAD.

Программа работы:

1. Генератора пилообразного напряжения.

Одна из широко используемых схем ГПН – схема, построенная на основе интегратора с использованием ОУ. Для задания начальных условий используется ключ на полевом транзисторе, управляющее напряжение на который поступает от генератора прямоугольных импульсов. Формирование линейно-изменяющегося напряжения происходит в то время, когда транзистор заперт.

Построение генератора по пунктам:

1. Для создания генератора необходимо загрузить несколько библиотек. В панели задач выберите Place-> Part. В появившемся меню нажать AddLibrary. Нужно открыть библиотеки opamp, analog, breakout и source находящиеся по адресу Cadence/SPB_16.2/tools/capture/library/pspice.

2. Выбор элемента из библиотеки осуществляется кликом мыши на нужную библиотеку и двойным кликом мыши на нужный элемент из списка PartList, после чего элемент можно заносить на схему.

3. Теперь соберём схему генератора, постороенного на основе интергратора с ОУ. Используйте для ввода резисторов и ёмкости библиотеку ANALOG(в схеме элементы R и C), для источников питания библиотеку SOURCE(в схеме VPULSE, VDC и VAC), для ввода МОП-транзистора библиотеку BREAKOUT(в схеме MbreakN3D), для ввода ОУ библиотеку OPAMP(в схеме LM741).

4. Для размещения «земли» на панели инструментов выбираем  Placeground – 0/SOURCE и добавляем землю в нужные места на схеме.

5.  Осталось соединить выбранные элементы в единую схему. Делается это с помощью режима  Placewire на панели инструментов.

6.  Теперь определим параметры элементов в схеме.

Rи C: для того, чтобы присвоить определённое количество Ом(Фарад) элементу, необходимо выделить нужный элемент, щелкнуть правой кнопкой мыши и в сплывающем меню выбрать пунк EditProperties… , в открывшейся таблице в столбце Value задать нужное значение элемента. Задайте следующие значения: R1 = 18.5 кОм, R2 = 18.5 кОм, R3 = 230 Ом, С = 20 нФ.

VDC: для того, чтобы присвоить определённое количество Вольт источнику постоянного напряжения необходимо нужный элемент, щелкнуть правой кнопкой мыши и в сплывающем меню выбрать пункт EditProperties… , в открывшейся таблице в столбце DC указать нужное значение. Задайте следующие значения: V1 = V2 = 15 В, V4 = 6 В.

VPULSE: для того, чтобы присвоить определённое количество Вольт источнику прямоугольных импульсов необходимо выделить элемент, щелкнуть правой кнопкой мыши и в сплывающем меню выбрать пункт EditProperties… , в открывшейся таблице в столбце PER задайте период, в столбце PW длину импульса, в столбце TD задержку сигнала, в столбце TF время спада, в столбце TR время фронта, в столбце V1 начальное значении импульса, в столбце V2 конечное значение импульса. Задайте следующие значения: V1 = 0 В, V2 = 10 В, TD = 0 мс, TR = 0.001 мс, TF = 0.001 мс, PW = 1 мс, PER = 2 мс.

Получившаяся в результате схема:

Рис. 1. Генератор пилообразного напряжения

7. Для запуска моделирования в панели задач выберите PSpice -> NewSimulationProfile и задайте имя файла. Во вкладке Analysis в графе AnalysisType задайте TimeDomain, а в  Options проследите, чтобы стояла галочка на GeneralSettings. В строке Runtotime задайте время анализа 10мс. Нажмите Ok.

8.  Чтобы указать нужные для построения функциональных зависимостей узлы, в схему нужно добавить маркеры. Добавим маркер напряжения  (Voltage/LevelMarker) после источника прямоугольных импульсов, чтобы наблюдать на временной диаграмме входной сигнал, и на выходе операционного усилителя для наблюдения выходного сигнала.

9. Запускаем временной анализ кнопкой  (PSpice -> Run). Если верно создана схема и выбраны параметры, то открывается окно представления результатов, в котором отображается временная диаграмма, представленная на рис. 2:

Рис. 2. Временная диаграмма генератора пилообразного напряжения.

Исследуем зависимость скорости изменения выходного напряжения от входного, меняя входное напряжение в пределах линейности работы ОУ.

Результаты эксперимента занесены в табл. 1. График зависимости на рис. 3.

Табл.1.