Читайте также:
|
|
Цель работы. Получить опыт анализа линейных электрических цепей переменного тока. Закрепить знания по решению задач анализа в цепях переменного тока и применить их на практике.
Рисунок 2.1 –УГО и окно задания параметров источника переменного напряжения |
Порядок выполнения работы:
1) Схемы исследуемых электрических цепей приведены ниже на рисунок 2.3. Номер рисунка схемы цепи соответствует номеру варианта N. Параметры элементов схемы цепи указаны в таблице 2.1, где N номер варианта.
2) Используя программу схемотехнического моделирования электронных устройств Micro-Cap, рассчитать амплитуду напряжения VRN, сдвиг фазы напряжения φRN и выделяемую мощность PS на нагрузке Rn электрической цепи.
3) На входе цепи (выводы схемы слева) необходимо подключить источник переменного напряжения Voltage Source (рисунок 2.1) со следующими параметрами: DC = 0 (постоянное напряжение); AC = 2 (амплитуда переменного напряжения); AC Phase=0 (начальная фаза напряжения).
4) На выходе цепи (выводы схемы справа) подключить нагрузочный резистор RN, сопротивление которого приведено в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Варианты задания для выполнения работы
Группа | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | L, мГн | С, пФ | RN, кОм |
2N | 10N | 15N | 4N | 10N | 100N | |
10/N | 2/N | 150/N | 10/N | 100N | 600/N |
5) Сохранить схему и запустить моделирование. Для этого после ввода схемы, необходимо выбрать пункт меню Analysis > AC… (Анализ > Частотной характеристики ) (либо нажать ALT + 2).
6) Если схема введена правильно, появиться окно задания параметров анализа (рисунок 2.2), где необходимо задать сл. параметры моделирования:
- Frequency Range = 10MEG, 100 (диапазон частот от 100 Гц до 10 Мгц), с автоматическим выбором шага частот);
- Temperature = 27 (температура при которой производится анализ);
- Maximum Change = 1 (шаг расчета по частоте).
Параметры отображения графиков:
- P (номер графика);
- X Expression = F (физическая величина по оси Х, в данном случае частота);
- Y Expression (физическая величина по оси Y для графика №1 V(RN), для графика №2 ph(V(RN))). Так образом (рисунок 2.7) на график №1 выводится зависимости V(RN) – амплитуды напряжения на резисторе RN от частоты F и на график №2 ph(V(RN)) – сдвиг фазы напряжения на резисторе V(RN) от частоты F.
- X Range, Y Range = AutoAlways (масштаб по оси X и Y «всегда авто»).
Остальные параметры необязательны, они применяются при расчетах шумовых характеристик.
Рисунок 2.2 – Окно задания параметров частотного анализа |
Рисунок 2.3 – Варианты заданий. |
Рисунок 2.4 – Окно графического постпроцессора Probe c результатами расчета АЧХ ФЧХ. |
7) После того как были заданны параметры моделирования, запускаем моделирование нажав кнопку «Run».
8) По окончанию расчета результаты будут представлены в новом окне графического постпроцессора Probe (рисунок 2.4) в виде графиков Амплитудной – Частотной Характеристики (АЧХ) функция, показывающая зависимость модуля некоторой комплексной функции от частоты (в данном случае напряжения от частоты) и Фазо – Частотной Характеристики (ФЧХ) частотная зависимость разности фаз между выходным и входным напряжением.
9) Самостоятельно выбрать частоту F, на которой будут производиться «ручные» расчеты, так чтобы наблюдался существенный (не менее 10 градусов) фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями φRN. Для этого по ФЧХ (график №2) находим с помощью курсора интересующую нас частоту (на которой наблюдается существенный фазовый сдвиг более 10 градусов) затем по АЧХ (график №1) измеряем на этой же частоте амплитуду напряжения на резисторе Rn.
10) Используя метод комплексных амплитуд либо другой известный метод, рассчитать комплексные амплитуды тока и напряжения в цепи нагрузки Rn на выбранной частоте. Сравнить результаты "ручных" расчетов с данными ЭВМ. Допустимая погрешность не более 10%.
Содержание отчета:
- Название и цель работы;
- Схема электрическая принципиальная;
- Результаты моделирования схемы;
- Расчеты;
- Вывод о проделанной работе.
Контрольные вопросы
- Какие свойства и характеристики обладают: резисторы, конденсаторы и индуктивности
- Дать определение следующим физическим величин: полная, активная и реактивная мощность.
- Назовите основные параметры источника переменного напряжения и постоянного напряжения
- Что такое АЧХ, ФЧХ?
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 121 | Нарушение авторских прав