3. Методика расчета схем на бт с помощью программы MicroCap 9

Исходная схема строится самостоятельно на основе прилагающихся примеров и представляет собой усилитель на БТ с ОЭ и эмиттерной стабилизацией каскада. Исходные данные выбираются из задания.

Исходные данные для расчета усилительного каскада и компьютерного анализа :

• Напряжение питания каскада , Температурный диапазон работы каскада , Сопротивление нагрузки каскада , Коэффициент частотных искажений на нижней граничной частоте , Нижняя граничная частота усиления, определяемая по уровню , тип транзистора берется из задания.

Дрейф напряжения коллектор-эмиттер в точке покоя в пределах температурного диапазона: U_CEA(T) не более 500 мВ.

• Максимально допустимая мощность, рассеиваемая на транзисторе, P_CMAX, Максимальный коллекторный ток транзистора I_CMAX берется из ресурса http://alltransistors.com/

Демонстрация основных возможностей

Прежде чем перейти к компьютерному анализу и синтезу электронных схем с помощью программы MICROCAP-9, продемонстрируем ее основные возможности на demo-файлах и простейших примерах заранее подготовленных и загружаемых с диска. После вызова программы МС9 двойным щелчком на ее пиктограмме на экране появится основное окно программы, сверху которого помещена строка системного меню, в которой размещены имена режимов File, Edit, Component, Windows, Options, Analysis, Design, Help (рис. 1.1). Ниже под этой строкой расположены панели инструментов с пиктограммами кнопок команд. Здесь и далее для удобства начинающего пользователя программы для вызова команды будут даваться 3 равноценных варианта: с помощью команды меню, горячей клавиши и кнопки панели инструментов.

Рис. 1. Схема амплитудного детектора для моделирования с помощью MICROCAP-9

1. Установить с помощью команды FILE/Path для файлов схем DATA путь …\MC9\DATA (необходимо для работы DEMO-примера).

2. Запустить основной демонстрационный файл программы Help/General Demo. Приостановить работу demo-примера (для чтения поясняющих сообщений на английском языке) можно с помощью нажатия клавиши <PAUSE>, возобновить воспроизведение — с помощью нажатия любой клавиши.

Ускорить показ фрагментов можно последовательным нажатием любой клавиши. Просмотреть работу demo-файла до конца и усвоить основные приемы создания и редактирования электронной схемы с помощью графического редактора и команды основных видов анализа (Transient — анализ переходных процессов, AC — малосигнальный частотный анализ, DC — анализ по постоянному току).

Можно запустить отдельные демонстрационные элементы: Help/schematic demo — для просмотра режимов редактирования схемы и Help/Analysis demo — для просмотра режимов анализа.

а) Загрузка схемы. Вначале курсором выбирается режим Файл. Работа с меню аналогична работе в Windows.

Демонстрацию возможностей МС9 проведем на подготовленной заранее схеме, загрузив ее по команде File/Open... В открывшемся окне выбираем каталог …\MC7\Примеры, в котором находятся файлы схем.

На строке «Тип файлов» (Files of Type) указывается тип просматриваемых файлов:

Schematic (*.CIR) — схемы в формате МС9 (устанавливаются по умолчанию);

Macro (*.МАС) — макромодели в формате МС9;

SPICE (*.CKT; *.STM) — текстовое описание схем и сигналов в формате SPICE;

SPICE LIBRARY (*.LIB) — текстовое описание библиотек в формате SPICE;

Model Library (*.LBR) — библиотеки математических моделей в формате МС7;

Model Data (*.MDL) — параметры математических моделей отдельных компонентов в формате МС9 (эти файлы создаются с помощью программы MODEL);

Filter (*.RES, *.CAP, *.IND) — результаты синтеза фильтров;

All Files (*.*) — все файлы.

Выбираем тип файлов Schematic и затем имя файла AmplDet.CIR. В результате загружается схема, показанная на рис. 1.1.

Схема состоит из резонансного усилителя на биполярном транзисторе, настроенного на частоту 10 кГц, и последовательного амплитудного детектора. На вход усилителя подается гармонический сигнал с частотой 10 кГц и амплитудой 10 мВ (источник сигнала V1). В качестве источника питания включена батарея V2 с напряжением 5 В.

Экран на рис. 1.1 разделен на две части выбором в меню Windows команды Split Horizontal, чтобы в нижнем окне просмотреть (и при необходимости отредактировать) тексты математических моделей компонентов схемы: в данном примере источника синусоидального сигнала и биполярного транзистора. Показ номеров узлов схемы может быть включен/выключен командой Options/View/Node Numbers или нажатием на пиктограмму .

б) Вид анализа характеристик схемы указывается в меню Analysis:

Transient — анализ переходных процессов;

АС — анализ частотных характеристик на малом сигнале;

DC — анализ передаточных функций по постоянному току;

Dynamic DC — расчет режима по постоянному току и отображение на схеме узловых потенциалов, токов ветвей, рассеиваемой компонентами мощности, состояний приборов;

Transfer Function — расчет малосигнальных передаточных функций по постоянному току;

Sensitivity — расчет чувствительностей по постоянному току выходных переменных к изменению параметров схемы;

Probe Transient, AC, DC — оперативное построение графиков путем указания мышью необходимого узла или компонента.

За исключением режимов Dynamic DC и Probe этот перечень такой же, как и для известной программы PSpice [4].

Продемонстрируем основные возможности моделирования электронных схем с помощью программы, выполнив предлагаемое задание.

3. Загрузить в окно схемного редактора схему AMPLDET.Cir из каталога Примеры.

4. Отобразить номера узлов загруженной схемы, выполнив команду Options/View/Node Numbers (или нажав пиктограмму на панели инструментов).

5. Показать текстовое окно вместе со схемным окном одновременно, выполнив команду Windows /Split Vertical. Экран должен приобрести вид, показанный на рис. 1.1.

6. Вернуть отображение в исходное состояние, выполнив команду Windows/Remove splits

7. Последовательно переключиться между схемным и текстовым окном с помощью закладок Page 1, Text (или последовательного нажатия <CTRL>+ <G>).