Моделирование и анализ электронных схем на ЭВМ (стр. 2 из 3)
Анализ спектральной плотности внутреннего шума позволяет оценить относительный уровень внутренних шумов усилителя. Резисторы и объёмные сопротивления транзисторов являются источниками теплового шума; кроме того, полупроводниковые приборы имеют дробовый шум и Фликкер-шум.
2.8 Анализ Фурье гармоник
В данной части работы проводились исследования, целью которых была оценка уровня нелинейных искажений, методом анализа Фурье гармоник отклика цепи на синусоидальный сигнал.
2.9 Анализ влияния температуры на характеристики
В данной части работы проводились исследования, целью которых была оценка влияния температуры и разброса параметров применяемых элементов на основные характеристики УМЗЧ.
Анализ работы схемы при различных значениях температуры окружающей среды показал, что усилитель сохраняет работоспособность при повышенных и пониженных температурах.
2.10 Анализ характеристик при применении процедуры WCASE
Анализ характеристик для наихудшего случая проводится с помощью процедуры WCASE. В этой процедуре можно изменять выбранный параметр в наихудшую сторону с заданным процентом изменения.
Заключение
В ходе выполнения данной работы был смоделирован УМЗЧ для автомобильного радиокомплекса. Основной целью была проверка соответствия технических характеристик данного УМЗЧ характеристикам, описанным в исходной статье, их исправление и дополнение.
При анализе схемы данного усилителя был изучен программный пакет OrCad 9.0, а для иллюстрации схемы использовалась программа EelctronicWorcbench 5.0.
В результате исследования УМЗЧ при помощи пакета OrCad 9.0 были получены его основные технические характеристики :
Номинальный диапазон частот, Гц 5...65000
Выходная мощность , Вт ,при напряжении питания 13,2 В,
сопротивлении нагрузки 4 Ом ,Uвх=1В 3
Коэффициент гармоник, %, не более , при номинальной выходной мощности, на частоте 1000 Гц: 0,023
Cкорость нарастания выходного напряжения , В/мкс 0,5
Отношение сигнал/шум, дБ 100
Коэффициент полезного действия при номинальной
Выходной мощности , % 88
Список литературы
1. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР: Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 1990. 335 с.
2. В.П. Корячко, В.М. Курейчик, И.П. Норенков. Теоретические основы САПР: Учебник для вузов М.: Энергоатомиздат, 1987. 400 с.
3. Справочник по САПР/А.П. Буда, А.Е. Копонюк, Г.П. Куценко и др./Под ред. В.И. Скурихина. Киев: Техника, 1988. 375 с.
4. Автоматизация схемотехнического проектирования: Учебное пособие для вузов/ В.Н. Ильин, В.Т. Фролкин, А.И. Бутко и др./ Под ред. В.Н. Ильина. М.: Радио и связь, 1987. 268 с.
5. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для втузов: В 9-ти кн./ Под ред. И.П. Норенкова. Кн.3: В.Г. Федорук, В.М. Черненький. Информационное и прикладное программное обеспечение. М.: Высш. шк. 1986. 159 с.
6. Машинные методы расчета и проектирования систем электросвязи и управления: Учеб. пособие/А.Н. Дмитриев и др. М.: Радио и связь, 1990. 270 с.
7. Системы автоматизированного проектирования электромеханических устройств: Учеб. пособие для вузов/И.Н. Орлов, С.И. Маслов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 296 с.
8. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. М.: Радио и связь, 1988. 560 с.
9. Кийко В.В. Программное обеспечение курса АПРЭС: Методические указания по курсу "Автоматизированное проектирование радиоэлектронных схем". Екатеринбург, изд. УПИ им. С.М. Кирова, 1992. 40 с.
10. Кийко В.В. Моделирование и анализ электронных схем на ЭВМ: Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Автоматизированное проектирование радиоэлектронных схем". Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. 40 с.
 |
Приложение1
Приложение 2
-60 27 80
Приложение 3
 |
-60 27 80
Приложение 4
-60 27 80
Приложение 5
 |
Приложение 6
**** 01/25/95 16:33:57 ********* PSpice 9.0 (Nov 1998) ******** ID# 0 ********
Chistjakov M.***R-385***UM
**** CIRCUIT DESCRIPTION
******************************************************************************
OPT ACCT LIST NODE OPTS NOPAGE RELTOL=1E-4
.WIDTH OUT 80
.TEMP -60 27 80
.AC DEC 20 0.1 2000KHZ
.TRAN/OP 10uS 2mS
.SENS V(4,3)
.NOISE V(4) VIN
.FOUR 1KHZ V(2) V(4,3)
.WCase TRAN V(4,3) YMAX DEVICES Q
.PROBE
**************************************
V0 1 0 DC 13.2
VIN 2 0 AC 1V SIN(0 1 1000)
*VIN 2 0 PULSE(0 1V 0 0 0 50uS 2mS)
**************Resistors***************
R1 5 6 240K
R2 5 0 120K
R3 7 6 8.2K
R4 8 0 8.2K
R5 10 6 470
R6 23 9 120K
R7 9 3 300K
R8_1 10 15 5K***
R8_2 15 0 11K***
R9 12 13 120K
R10 15 16 120K
R11 15 27 120K
R12 1 11 4.7K
R13_1 14 13 30K***
R13_2 13 13 38K***
R15 4 14 270K
R16 1 18 1K
R17 1 22 1K
R18 19 0 1K
R19 20 0 1K
Rn 4 3 4
*****************Capacitors***************
C1 2 5 680N
C2 6 0 47U
C3 7 12 330N
C4 8 23 330N
C5 9 3 5.1P
C6 11 0 47U
C7 4 13 5.1P
C8 1 0 330N
C9 1 0 4700U
**************Transistors*************
Q1 7 5 8 KT3102B
Q2 1 11 10 KT315G
XQ3 0 17 18 QKT973A
XQ4 0 21 22 QKT973A
XQ5 1 17 19 QKT972A
XQ6 1 21 20 QKT972A
XQ7 1 18 4 QKT972A
XQ8 0 19 4 QKT973A
XQ9 0 20 3 QKT973A
XQ10 1 22 3 QKT972A
**************************** Opamps *******************************
XDA1 16 13 0 1 0 17 OP544
XDA2 27 9 0 1 0 21 OP544
**********************************************************************
.MODEL KT3102B NPN(Is=3.628f BF=303.3 BR=3.201 Rb=37 Re=0 Rc=1.12
+Cjs=0 Cje=13.31p Cjc=11.02p Vje=690m Vjc=650m Tf=493.4f Tr=41.67n
+mje=330m mjc=330m VA=72 ISE=43.35n IKF=96.35m Ne=13.47 NF=1 NR=820m
+VAR=1e+30 IKR=100m ISC=5.5p NC=2 IRB=1e+30 RBM=0 XTF=2 VTF=50 ITF=120m
+PTF=0 XCJC=1 VJS=650m MJS=330m XTB=1.5 EG=1.11 XTI=3 KF=0 AF=1 FC=500m
+TNOM=27)
.MODEL KT315G NPN(Is=1.41f BF=90.35 BR=5.502 Rb=50 Re=0 Rc=2.5
+Cjs=0 Cje=8.063p Cjc=9.728p Vje=750m Vjc=750m Tf=179.3f Tr=35.05
+mje=370m mjc=570m VA=10.7 ISE=0 IKF=80m Ne=1.5 NF=1 NR=820m VAR=1e+30
+IKR=0 ISC=0 NC=2 IRB=1e+30 RBM=0 XTF=6 VTF=4 ITF=400m PTF=0 XCJC=1
+VJS=750m MJS=0 XTB=1.5 EG=1.11 XTI=3 KF=0 AF=1 FC=300m TNOM=27)
*--------------------- 544UD2A operational amplifier ----------------------
.SUBCKT OP544 1 2 3 4 5 6
*INP+(1) INP-(2) GND(3) +(4) -(5) OUTPUT(6)
Q1 11 1 13 VT1
Q2 12 2 14 VT2
RC1 4 11 1989.4368
RC2 4 12 1989.4368
CD 11 12 2.097749E-12
RE1 13 10 1644.7591
RE2 14 10 1644.7591
IEE 10 5 .150001E-03
CE 10 3 .750000E-11
RE 10 3 133332.4
GCM 3 21 10 3 5.026548E-9
GA 21 3 12 11 5.026548E-4
R2 21 3 100K
GB 22 3 21 3 5.6841051
C2 21 22 5PF
RO2 22 3 .140000E+3
D1 22 31 VD1
D2 31 22 VD1
EC 31 3 6 3 1
RO1 22 6 .600000E+02
D3 6 24 VD2
D4 25 6 VD2
VC 4 24 .803238
VE 25 5 .803238
.MODEL VT1 NPN (IS=.800000E-15 BF=1428857.14)
.MODEL VT2 NPN (IS=.954739E-15 BF=157895.73)
.MODEL VD1 D (IS=5.3676E-24)
.MODEL VD2 D (IS=8.0E-16)
.ENDS OP544
**********************************************************************
.Subckt QKT972A 1 2 3
* Terminals: C B E * NPN
Q1 1 2 4 KT316
Q2 1 4 3 KT819
R 4 3 100
.model KT316 NPN(Is=3.49f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=102 Bf=74.97 DEV=50% Ne=1.483
+ Ise=44.72f Ikf=.1322 Xtb=1.5 Var=55 Br=.2866 Nc=2 Isc=447f Ikr=.254
+ Rb=66.7 Rc=7.33 Cjc=3.934p Vjc=.65 Mjc=.33 Fc=.5 Cje=1.16p Vje=.69
+ Mje=.33 Tr=65.92n Tf=94.42p Itf=.15 Vtf=15 Xtf=2)
.model KT819 NPN(Is=114.5f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=80 Bf=176.5 DEV=50% Ise=1.231p
+ Ne=1.371 Ikf=3.193 Nk=.5458 Xtb=1.5 Br=1 Isc=1.185p Nc=1.533 Ikr=.4086
+ Rc=36.34m Rb=2 Cjc=1.183n Mjc=.3333 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=1.635n Mje=.3333
+ Vje=.75 Tr=2.955u Tf=14.69n Itf=1.387 Xtf=.4251 Vtf=10)
.ENDS
.Subckt QKT973A 1 2 3
* Terminals: C B E * PNP
Q1 1 2 4 KT361
Q2 1 4 3 KT818
R 4 3 100
.model KT361 PNP(Is=31.08f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=75 Bf=203.3 DEV=50% Ise=325.3f
+ Ne=1.534 Ikf=.2072 Nk=.5155 Xtb=1.5 Br=1 Isc=34.36f Nc=1.022
+ Ikr=3.163 Rc=3.748 Rb=70 Cjc=10.93p Mjc=.33 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=18.5p
+ Mje=.33 Vje=.75 Tr=275.6n Tf=91.32p Itf=.1303 Xtf=1.762 Vtf=40)
.model KT818 PNP(Is=150.1f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=70 Bf=135.8 DEV=50% Ise=2.436p
+ Ne=1.37 Ikf=6.563 Nk=.6668 Xtb=1.5 Br=1.6 Isc=2.847p Nc=1.564 Ikr=.24
+ Rc=74m Rb=1 Cjc=1.183n Mjc=.3333 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=1.635n Mje=.3333
+ Vje=.75 Tr=2.65u Tf=20.02n Itf=.3063 Xtf=.8299 Vtf=10)
.ENDS
.END
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C
SENSITIVITY NOMINAL
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) 13.2000 ( 2) 0.0000 ( 3) 8.5380 ( 4) 8.5380
( 5) 3.9551 ( 6) 12.2210 ( 7) 8.9343 ( 8) 3.2990
( 9) 8.5378 ( 10) 12.4260 ( 11) 13.1370 ( 12) 8.5378
( 13) 8.5378 ( 14) 8.5378 ( 15) 8.5427 ( 16) 8.5427
( 17) 8.7374 ( 18) 9.7333 ( 19) 7.4044 ( 20) 7.4044
( 21) 8.7374 ( 22) 9.7333 ( 23) 8.5378 ( 27) 8.5427
(XQ3.4) 9.3936 (XQ4.4) 9.3936 (XQ5.4) 8.0028 (XQ6.4) 8.0028
(XQ7.4) 9.0065 (XQ8.4) 8.0700 (XQ9.4) 8.0700 (XQ10.4) 9.0065
(XDA1.10) 7.7098 (XDA1.11) 12.9930
(XDA1.12) 12.9930 (XDA1.13) 7.8808
(XDA1.14) 7.8806 (XDA1.21) -.0110
(XDA1.22) 8.7415 (XDA1.24) 12.3970
(XDA1.25) .8032 (XDA1.31) 8.7374
(XDA2.10) 7.7098 (XDA2.11) 12.9930
(XDA2.12) 12.9930 (XDA2.13) 7.8808
(XDA2.14) 7.8806 (XDA2.21) -.0110
(XDA2.22) 8.7415 (XDA2.24) 12.3970
(XDA2.25) .8032 (XDA2.31) 8.7374
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V0 -3.239E-02
VIN 0.000E+00
XDA1.VC 3.660E-12
XDA1.VE 7.935E-12
XDA2.VC 3.660E-12
XDA2.VE 7.935E-12
TOTAL POWER DISSIPATION 4.28E-01 WATTS
**** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C
SENSITIVITY NOMINAL
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) 13.2000 ( 2) 0.0000 ( 3) 8.5380 ( 4) 8.5380
( 5) 3.9551 ( 6) 12.2210 ( 7) 8.9343 ( 8) 3.2990
( 9) 8.5378 ( 10) 12.4260 ( 11) 13.1370 ( 12) 8.5378
( 13) 8.5378 ( 14) 8.5378 ( 15) 8.5427 ( 16) 8.5427
( 17) 8.7374 ( 18) 9.7333 ( 19) 7.4044 ( 20) 7.4044
( 21) 8.7374 ( 22) 9.7333 ( 23) 8.5378 ( 27) 8.5427
(XQ3.4) 9.3936 (XQ4.4) 9.3936 (XQ5.4) 8.0028 (XQ6.4) 8.0028
(XQ7.4) 9.0065 (XQ8.4) 8.0700 (XQ9.4) 8.0700 (XQ10.4) 9.0065
(XDA1.10) 7.7098 (XDA1.11) 12.9930
(XDA1.12) 12.9930 (XDA1.13) 7.8808
(XDA1.14) 7.8806 (XDA1.21) -.0110
(XDA1.22) 8.7415 (XDA1.24) 12.3970
(XDA1.25) .8032 (XDA1.31) 8.7374
(XDA2.10) 7.7098 (XDA2.11) 12.9930
(XDA2.12) 12.9930 (XDA2.13) 7.8808
(XDA2.14) 7.8806 (XDA2.21) -.0110
(XDA2.22) 8.7415 (XDA2.24) 12.3970
(XDA2.25) .8032 (XDA2.31) 8.7374
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V0 -3.239E-02
VIN 0.000E+00
XDA1.VC 3.660E-12
XDA1.VE 7.935E-12
XDA2.VC 3.660E-12
XDA2.VE 7.935E-12
TOTAL POWER DISSIPATION 4.28E-01 WATTS
**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG C
SENSITIVITY NOMINAL
**** VOLTAGE-CONTROLLED CURRENT SOURCES
NAME XDA1.GCM XDA1.GA XDA1.GB XDA2.GCM XDA2.GA
I-SOURCE 3.875E-08 1.487E-07 -6.251E-02 3.875E-08 1.487E-07
NAME XDA2.GB
I-SOURCE -6.251E-02
**** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES
NAME XDA1.EC XDA2.EC
V-SOURCE 8.737E+00 8.737E+00
I-SOURCE 8.184E-15 8.184E-15
**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS
NAME Q1 Q2 XQ3.Q1 XQ3.Q2 XQ4.Q1
MODEL KT3102B KT315G XQ3.KT361 XQ3.KT818 XQ4.KT361
IB 1.48E-06 1.34E-05 -1.99E-05 -3.61E-08 -1.99E-05
IC 4.01E-04 1.20E-03 -3.38E-03 -8.63E-08 -3.38E-03
VBE 6.56E-01 7.11E-01 -6.56E-01 -3.40E-01 -6.56E-01
VBC -4.98E+00 -6.29E-02 8.74E+00 9.39E+00 8.74E+00
VCE 5.64E+00 7.74E-01 -9.39E+00 -9.73E+00 -9.39E+00
BETADC 2.70E+02 8.95E+01 1.70E+02 2.39E+00 1.70E+02
GM 1.54E-02 4.56E-02 1.29E-01 3.33E-06 1.29E-01
RPI 2.05E+04 1.93E+03 1.42E+03 9.76E+05 1.42E+03
RX 3.70E+01 5.00E+01 7.00E+01 1.00E+00 7.00E+01
RO 1.92E+05 8.98E+03 2.48E+04 9.19E+08 2.48E+04
CBE 2.17E-11 1.24E-11 4.08E-11 2.00E-09 4.08E-11
CBC 5.41E-12 4.45E-11 4.73E-12 4.97E-10 4.73E-12
CJS 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
BETAAC 3.16E+02 8.80E+01 1.83E+02 3.25E+00 1.83E+02