2 Розрахунок перехідного процесу в ключі методом Ейлера.

На вході – ідеальна, без фронту сходинка (передній фронт імпульсу (з 10 В до нуля). Транзистор починає закриватися, ємність навантаження заряджається. Напруга на ній буде змінюватися від 0,31 В майже до Епит.

Визначаємо цю напругу через напругу третього вузла: u₃u_cн.

Приймемо, що струм через транзистор не йде, тобто весь струм при закритті ключа йде через ємність навантаження, заряджаючи її (транзистор закрився миттєво).

Тоді рівняння для третього вузла прийме вид:

Cн*(d u₃/ dt) = _N* Іэ₀*(е^u2/mt-1) + (u₃-Eпит)/ R_к = 0 (Є.2)

Запишемо рівняння метода Ейлера для напруги u_cн

u_cнⁱ⁺¹= u_cнⁱ+h*du_cн^j/dt,

або

u₃ⁱ⁺¹= u₃ⁱ+h*du₃^j/dt,

де i – номер кроку часу.

Перепишемо рівняння Є.2 з урахуванням того, що

U2≈0 В , або _N* Іэ₀*(е^u2/mt-1) →0.

Тоді du₃/ dt = (u₃-Eпит)/ R_к Cн

Розрахункова формула прийме вид:

u₃ⁱ⁺¹= u₃ⁱ+h*(u₃-Eпит)/ R_к C_н,

Приймаємо крок інтегрування на порядок менший, ніж постійна часу заряду ємності τ = R_к C_н=40 нс, h=0,1*( R_к C_н ), та підставляючи числові значення, отримаємо розрахункову формулу:

u₃ⁱ⁺¹= u₃ⁱ+0.1*(u₃-10).

По ній здійснюємо обчислення u_cⁱ=u₃ на десяти – двадцяти часових шагах. Отримані результати занести в таблицю, тут напруга на ємності є вихідною (u₃=u_вих):

крок	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
t, нс
uвих, В

По даним таблиці будуємо графік. Визначаємо час наростання (переднього фронту) на рівні від 10% до 90% від максимальної напруги.

Є.6 МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РГР №2

Аналіз функцій схем пасивного фільтру в програмі МС

Розглянемо етапи аналізу схемних функцій аналогового фільтру в програмі МС. Теоретичні відомості по цьому пункту завдання можна отримати у [1-3]. Варіанти схем наведені в додатку З.

1. Визначимо передаточну функцію схеми, (наприклад, для рисунку Є.6.1, де L1=L2, C1=C2):

2. Підключимо джерело синусоїдального вхідного сигналу та навантаження (активний опір) для аналізу частотних характеристик та проведемо одноваріантний малосигнальний аналіз (AC Analysis).

3. По результатам моделювання визначимо смугу пропускання Δf (на рівні -3 дБ від максимального коефіцієнта передачі). Аналізуючи характеристики, робимо висновок, до якого типу належить цей фільтр (НЧ, ВЧ, селективний).

Рисунок Є.6,1 – Вихідна схема

4. Проведемо багатоваріантний малосигнальний аналіз (Stepping), варіюючи внутрішні параметри та розрахуємо коефіцієнти відносної чутливості. Наприклад, при варіації ємності із постійним кроком ΔС:

варіація смуги пропускання Δ(Δf .

абсолютний коефіцієнт чутливості: ;

відносний коефіцієнт чутливості: .

Аналогічним чином варіюємо інші параметри та розраховуємо коефіцієнти чутливості. Визначаємо максимальний коефіцієнт чутливості.

5. Проведемо одноваріантний аналіз перехідних характеристик фільтра (Transient), вхідне джерело - імпульсне. Визначаємо тривалість фронтів вхідної та вихідної напруги.

6. Проведемо багатоваріантний аналіз перехідних характеристик фільтру, при цьому варіації підлягає той параметр, який дав найбільший коефіцієнт чутливості при малосигнальному аналізі.

7. Для найбільш впливового елемента створюємо статистичну модель із випадковим розкидом основного параметру LOT=20% та проводимо аналіз по методу Монте-Карло. Приклади функцій, за якими можна провести аналіз, наведено в додатку Е.

Аналізуємо гістограму (наприклад, „...вірогідність того, що амплітуда вихідного сигналу лежатиме в межах від 1,62 В до 1,68 В сягає 20 %.”).

8. Створюємо засобами підпрограми Design фільтр із отриманими в результаті п.2 характеристиками, використовуючи для апроксимації поліном мінімального порядку. Порівнюємо схеми: синтезовану із заданою.

додаток Ж

Варіанти завдання для РГР№1

№ варіанта	№ схеми заміщення	№ схеми	Прилад
1	1	2	малопотужний n-канальний
2	1	3
3	2	3
4	2	2	малопотужний n-канальний
5	8	1	малопотужний n-канальний
6	7	4
7	9	4
8	9	1	малопотужний n-канальний
9	7	1	малопотужний n-канальний
10	2	2	малопотужний n-канальний
11	3	6
12	4	5
13	5	7	малопотужний pnp
14	6	6
15	3	8
16	4	7
17	6	8

Номера схем заміщення

1	2	3
4	5	6
7	8	9

Номера схем

1	2
3	4
5	6
7	8

Додаток З

Варіанти схем для РГР №2

4