Актуальность и практический аспект использования программного обеспечения связан с тем, что это облегчит условия и сроки разработки электронных устройств, упростит анализ их работы, обеспечит доступность использования в учебном процессе. В данной работе рассмотрена методика моделирования электронной схемы ШУ и анализ работы с использованием программы моделирования электронных схем «TINA-TI».
Краткое описание представляет обзор TINA-TI™, мощного инструмента для разработки и симуляции электронных схем. TINA-TI идеально подходит для разработки, проверки, а так же поиска неисправностей в различных существующих, а так же разрабатываемых схемах, включающих комплексные архитектуры, без какого либо ограничения на число узлов или устройств. Этот документ поможет пользователям, только что начинающим осваивать TINA-TI, за короткое время создавать и моделировать схемы, используя фундаментальные свойства программы TINA-TI.
Актуальность темы заключается в том, что широкополосные усилители широко используются в усилителях связи, в телевидении и т.д.
Simulation of Basic Analog and Digital Circuits with TINA
В дипломной работе предусмотрено составление схемы широкополосного усилителя на полевом транзисторе, подбор элементов схемы и расчет параметров. Проведен анализ работы широкополосного усилителя с использованием коррекции АЧХ для расширения частотного диапазона .Целью дипломной работы является рассмотрение методов моделирования схем электронных устройств, анализа их работы, обнаружение и устранение неисправностей с использованием программного продукта, разработка схемы широкополосного усилителя, исследование и анализ частотных свойств и способов коррекции АЧХ.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
— провести обзор литературы по направлению исследования;
— изучить программу моделирования электронных схемTINA-TI;
— рассмотреть пример применения TINA-TI;
— изучить материалы, связанные с назначением, применением широкополосных усилителей, с методами расширения частотного диапазона;
— разработать схему широкополосного усилителя в соответствии с заданием;- произвести расчет и выбор элементов схемы ШУ
— исследовать амплитудно-частотную характеристику усилителя
— проанализировать результаты исследования.
Объектом данного исследования является широкополосный усилитель на полевом транзисторе 2N3822.
Предметом исследования является коррекция частотной характеристики, вводимая в схему широкополосного усилителя для расширения частотного диапазона и уменьшения искажений, с применением программы TINA-TI.
Практическая значимость работы заключается в разработке практического задания для проведения исследований широкополосного усилителя на полевом транзисторе, разработке задания для тридцати вариантов исследования, а также контрольного теста.
Структура дипломной работы обусловлена предметом, целью и задачами исследования. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения.
Введение раскрывает актуальность, объект, предмет, цель, задачи и методы исследования, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы.
Знакомство со средой моделирования Tina TI
В первой главе производится обзор программы TINA-TI (описание редактора, примеры составления схем и их исследования).
Во второй главе рассматривается назначение, применение и принцип коррекции широкополосных усилителей.
Третья глава посвящена разработке схемы широкополосного усилителя на полевом транзисторе по заданным параметрам.
Четвертая глава посвящена исследованию и анализу результатов исследования частотной характеристики усилителя.
В пятой главе рассмотрены основные требования техники безопасности при работе с электронным оборудованием.
В заключении подводятся итоги исследования, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
Широкополосные усилители
Широкополосные усилители – это усилители, которые должны усиливать сигналы с частотным спектром от нуля до самых высоких частот в пределах десятков и даже сотен мегагерц. Такая широкая полоса частот характерна как для некоторых непрерывных (аналоговых) сигналов, так и для импульсных, которые часто встречаются в аппаратуре многоканальной связи, телевидения. Естественно, что такие усилители имеют свои особенности по сравнению с узкополосными усилителями низкой частоты.
Рассмотрим более подробно особенности импульсных сигналов.
Как известно, импульсный сигнал, как и любой несинусоидальный электрический сигнал, может быть представлен в виде суммы простых синусоидальных колебаний. В состав этих колебаний входят кроме основной частоты бесконечно большое число гармоник, а так же постоянная составляющая. Для удовлетворительного воспроизведения формы импульса усилителя должен пропустить определенный спектр частот ,включающий гармоники основной частоты .
Ширина этого спектра определяется в зависимости от фор мы и длительности импульса. Если усилитель не может пропустить полный спектр усиливаемых частот, то возникают искажения фор мы импульса и его плоской части . Требования к широкополосным усилителям остаются примерно те же, что и к узкополосным, но их реализация связана с большими трудностями.
Для импульсных усилителей эти требования можно сформулировать следующим образом:
Длительность фронта на выходе усилителя не должна превышать заданной;
Неравномерность плоской части импульса должна быть минимальной;
Выбросы в плоской части и в паузе между импульсами должна быть минимальной ;
Получение максимально допустимого коэффициента усиления, как и в узкополосных усилителях.
Для реализации этих требований необходимо добиться минимальных частотных и фазовых искажений в заданной полосе пропускания. Поэтому основным типом широкополосного усилителя является резисторный усилитель, в схеме которого имеется минимальное количество реактивных элементов, способствующих появлению частотных и фазовых искажений, а следовательно искажений формы импульса .
1.Программа моделирования электронных схем “TINA-TI”
Обзор
По сравнению с макетированием компьютерное моделирование имеет ряд серьезных преимуществ:
· модель помогает быстро и наглядно изучить принцип работы системы;
· исследовать особенности функционирования в более широком диапазоне условий, чем это возможно на реальном объекте, вплоть до аварийной ситуации;
· производить документирование результатов измерений;
· оперативно изменять параметры компонентов и источников сигналов;
· избежать однообразных, многократно повторяющихся измерений;
· сокращение сроков и стоимости разработки новой техники и т.п.
Программа TINA-TI является мощным инструментом для разработки и симуляции электронных схем. TINA-TI идеально подходит для разработки, проверки, а так же поиска неисправностей в различных существующих, а так же разрабатываемых схемах, включающих комплексные архитектуры, без какого либо ограничения на число узлов или устройств.
Все компоненты, представленные в TINA-TI, распределены по шести группам: основные пассивные радиодетали, ключи, полупроводники, измерительные приборы, макромодели сложных устройств и источники.
Имеются следующие виды анализов: по постоянному и переменному току (сюда входит: вычисление узловых напряжений, создание таблицы результатов, построение переходных характеристик и температурный анализ), переходных процессов, шумов, преобразование Фурье и некоторые другие. Перед стартом любой симуляции выполняется проверка схемы на ошибки (ERC).
Все найденные дефекты отображаются в особом окне в виде списка. В программе TINA-TI также доступны возможности тестирования и измерения сигналов. Виртуальные приборы программного комплекса максимально приближены по использованию к реальным устройствам. «Подключить» их можно к любой точке рассматриваемой схемы. Вся информация, снятая виртуальными приборами, может сохраняться в памяти компьютера.
Редактор схем
Минимальные аппаратные и программные требования для текущей версии TINA-TI: • IBM PC-совместимый компьютер с операционной системой Windows® 98/ME/NT/2000/XP • Процессор Pentium или эквивалентный • Оперативная память объёмом 64MB • 100MB свободного пространства на жёстком диске • Мышка • VGA адаптер и монитор
После установки выбрать программу через меню Windows или кликнуть по иконке TINA-TI на рабочем столе. После этого появится окно, показанное на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 Окно редактора схем TINA-TI
На рис.1.1 показан вид окна схемного редактора. Пустая область листа предназначена для ввода схемы. Ниже заголовка SchematicEditor расположено рабочее меню, позволяющее выбирать файловые операции, операции анализа, оборудование тестирования и измерения, и т.п. Ниже расположен ряд иконок, связанных с различными файловыми и TINA задачами.
Последний ряд иконок позволяет выбрать группы компонентов. Эти группы компонентов содержат основные пассивные компоненты, полупроводники и макромодели сложных устройств. Все эти группы доступны для создания схем.
Создание схемы при помощи TINA-TI
Для иллюстрации использования TINA-TI, создадим аналоговую схему и продемонстрируем возможности анализа цепей. В качестве примера выберем резистивный каскад на полевом транзисторе малой мощности. Создадим и проверим усилительные и частотные свойства каскада
Выберем таблицу полупроводники (шаг 1 на рисунке 1.3), а затем через символ полевого транзистора (шаг 2) получим доступ к модели ПТ. Когда появится список моделей полевых транзисторов с каналом типа N, прокрутим его вниз и кликнем на 2N3822 (шаг 3). Затем кликнем ОК. После этого символ полевого транзистора появится в рабочем поле схемы. С помощью мышки перетащим символ в требуемую позицию (шаг 4), после чего кликнем левой кнопкой мышки, чтобы прикрепить символ.
Рисунок1. 2 Создание схемы при помощи TINA-TI
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 747.
stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда.
Источник: stydopedya.ru
Изучение импульсных стабилизаторов напряжения с помощью программы TINA- TI V9.
Программа TINA-TI™ предоставлена компанией Texas Instruments для обеспечения заказчиков продукции эффективным инструментом для симуляции работы электронных схем. Для этого использована разработка компании DesignSoft в качестве ограниченной версии выпускаемой этой фирмой программы TINA.
Ценным свойством программы TINA-TI™ является возможность эффективно исследовать, в числе прочего, импульсные источники питания (SMPS). Наличие большого количества работающих примеров позволяет всесторонне изучить работу различных типов этих устройств.
1.2. Краткое описание интерфейса программы TINA- TI ™.
Запуск программы осуществляется обычным для Windows-программ способом. Проще всего это сделать двойным кликом на иконке программы, расположенной на рабочем столе (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Вид иконки программы TINA-TI на рабочем столе.
Вид окна программы после открытия имеет вид, показанный на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Окно программы TINA-TI.
Рис. 1.3. Рабочее меню программы.
Импульсный преобразователь напряжения понижающего типа.
Функциональная схема импульсного преобразователя понижающего типа.
Цикл работы состоит из двух интервалов, соответствующих состоянию ключевого элемента К (рис. 1.4 и 1.5).
Рис. 1.4. Ключ K замкнут. Ток от источника входного напряжения Vin обеспечивает накопление энергии в индуктивности L и подзарядку конденсатора фильтра С. Диод D заперт обратным напряжением.
Рис. 1.5. Ключ K разомкнут. Индуктивность L отдаёт накопленную энергию в нагрузку. Диод D открыт и замыкает цепь разряда индуктивности.
Схемная реализация импульсного преобразователя понижающего типа.
Моделирование работы импульсного преобразователя повышающего типа.
Моделирование работы импульсного преобразователя инвертирующего типа.
Схемная реализация импульсного преобразователя инвертирующего типа.
Содержание отчета.
1. Изучаемые схемы.
2. Осциллограммы напряжений.
3. Результаты измерений и вычислений, сведенные в таблицы.
3. Контрольные вопросы.
- На чём основано применение широтно-импульсной модуляция (ШИМ) в импульсном преобразователе напряжения?
- Объясните принцип действия импульсного преобразователя напряжения понижающего типа.
- Объясните принцип действия импульсного преобразователя напряжения повышающего типа.
- Объясните принцип действия импульсного преобразователя напряжения инвертирующего типа.
- Назначение элементов схем импульсных преобразователей напряжения.
- Чем объясняется высокий коэффициент полезного действия импульсного преобразователя напряжения.
Список литературы.
- Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование. Пер. с англ. «МК-Пресс», 2007. — 288 с, ил.
- Гейтенко Е.М. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет. Учебное пособие М., СОЛОН-ПРЕСС, 2008_ — 448 с. (Серия — «Библиотека инженера»)
- Готтлиб И.М.. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. Москва: Постмаркет, 2002. — 544 с.
- Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – Ч. 2 – 197 с.
- Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/Г, С. Найвельт, К. Б. Мазель, Ч. И. Хусаинов и др.; Под ред. Г. С. Найвельта. — М: Радио и связь, 1985.— 576 с, ил.
- Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. Издание 2-е, дополненное и переработанное. «Солон-Р», М. 2001 г. – 500 с.
- Кауфман М., Сидман А.Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ./ Под ред. Ф.Н. Покровского. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 368 с: ил.
- Китаев В. Е. и др. Расчет источников электропитания устройств связи: Учеб. пособие для вузов / В. Е. Китаев, А. А. Бокуняев, М. Ф. Колканов; Под ред. А. А. Бокуняева. — М.: Радио и связь 1993.— 232 с: ил.
- Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов. — 2-е изд. — М.: Горячая линия -Телеком, 2001. — 344 с: ил.
- Макаров Е. Инженерные расчеты в Mathcad 15: Учебный курс. — СПб.: Питер, 2011. — 400 с: ил.
- Маниктала С. Импульсные источники питания от А до Z: Пер. с англ. — К.: «МК-Пресс». СПб, КОРОНА-ВЕК», 2014. — 256с, ил.
- Мэк Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению/Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2008. — 272 с: ил. (Серия «Силовая электроника»).
- Прянишников В. А. Электроника: Полный курс лекций. — 4-е изд., — СПб.: КОРОНА принт, 2004. — 416 с, ил.
- Розанов Ю. К. Основы силовой электроники.— М.: Энергоатомиздат, 1992.—296 с.: ил.
- Ромаш Э. М. Источники вторичного электронной аппаратуры.—224 с, ил. —(Массовая радиобиблиотека; вып. 1035).
- Семенов. Б. Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. 2-е изд., испр. — М.: СОЛОН-Пресс, 2015. — 416 с: ил.
- Силовая электроника: Примеры и расчеты/Ф. Чаки, И. Герман, И. Ипшич и др. Пер. с англ. — М.: Энергоиздат, 1982. — 384 с, ил.
- Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2008. — 252 с: ил. (Серия «Силовая электроника»).
- Силовая электроника: Примеры и расчеты/Ф. Чаки, И. Герман, И. Ипшич и др. Пер. с англ. — М.: Энергоиздат, 1982. — 384 с, ил.
- Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: Учебное пособие для вузов /М. Бушуев, В. А. Деминекий. Л. Ф. Захаров и др. — М.: Горячая линия—Телеком, 2009. — З11 с: ил.
Лабораторная работа №3.
Изучение импульсных стабилизаторов напряжения с помощью программы TINA- TI V9.
Источник: infopedia.su
Русские Блоги
Моделирование схемы TINA-TI Многопараметрическая характеристика передачи переменного тока Частота анализа и отношения фазы усиления выбора объекта управления
Пост, который я видел на форуме TI, ранее, анализ и сравнение характеристик передачи переменного тока, но не дал подробного процесса работы. Позвольте мне кратко поговорить.
Пример заключается в следующем, Когда конденсатор связи C1 составляет 1, 10, 100 и 1000NF, сигнал составляет 10 Гц ~ 1 МГц сегмент частоты и характеристики связи:
Пример схемы:
Расположение указателя напряжения VF1 важно.
Процесс работы:
» анализировать » — » Выберите объект управления «После этого значок мыши превратится в форму с сопротивлением.
Нажмите на объект, который необходимо контролировать, то есть емкость C1.
. 
выбирать » емкость «, Нажмите» выбирать «
Установите параметр шага : Начальное значение — 1n, значение завершения составляет 1000N, ситуация составляет 4, а тип сканирования — это количество счетчика. Нажмите ОК.
Потому что четыре ситуации, которые мы должны проанализировать 1、10、100、1000nF。
в конце концов,» анализировать » — » Обмен анализ » — » Характеристики передачи переменного тока «。
Выберите частотный диапазон, который необходимо наблюдать, и параметры наблюдения : Начальная частота составляет 10 Гц, частота завершения составляет 1 МГц, число, амплитуда и фаза.
Там будет такая диаграмма обмена, как изображение домашней страницы, которая может перетаскивать окно для увеличения.
Если вы не можете различить, какая кривая является, какой параметр. Щелкнул «Легенда» на этой панели инструментов окна 。
Инструменты на панели инструментов очень полезны. Сохраните изображения, добавляйте текстовую графику, указатели и пост -процесс. Все они являются практическими инструментами.
Может быть, это то, где Тина-Ти привлекательна, простая и практичная, функция просто не жадная.
Источник: russianblogs.com