Задание на компьютерное моделирование. Вызов схемы исследуемого усилителя

Цель работы

Изучить принципы действия и основные технические характеристики трансформаторных двухтактных, оконечных усилителей мощности звуковой частоты; ознакомится с основами расчёта указанныхкаскадов и методикой машинного эксперимента (компьютерногомоделирования) по определению основных технических показателей этих, усилителей.

Задание на компьютерное моделирование

Вызов схемы исследуемого усилителя

Предполагается, что студенты знакомы с основами работы с операционной системой Windows98(или выше) ив состоянии вызвать прикладную программу mc6dcmo.exe(в противном случае следует обратиться к преподавателю).

После запуска программы mc6demo.exeв верхней части открывшегося экрана появляется окно с командами главногоменю (см. Рис.1)

 

 

Рис.1

 

 

Следует выбрать команду Fileи далее в ниспадающем окне команду Open.

 

 

Рис.2

 

В появившемся окне работы с файлами (см. Рис,2) следует найти файл <tube_amp»и открыть его командой Открыть(справа внизу). В окне

графического описания схем должна появится схема усилителя, приведённая на Рис.3, Проверьте, чтобы компоненты схемы на экране монитора и на Рис.3 имели идентичные обозначения, одинаковые величины и номера узлов (в противном случае исправьте схему или обратитесь к преподавателю).

Рис.3

Определение режима работы УЭ по постоянному току

Для определения постоянных токов и напряжений в УЭ^ах исследуемого усилителя следует перейти в режим анализа схем по команде главного меню Analysis и в открывшемся окне видов анализа выбрать команду Dynamic DC (см. Рис.4).

 

Рис.4

 

В результате анализа в окнах номеров узлов автоматически появятся значения постоянных напряжений в соответствующих узлах. Номера узлов нужно убрать, нажав кнопку с индексом 1 главного меню (см. Рис.5). В узлах останутся лишь значения напряжений. Их следует занести в Табл. №3.1.

 

Рис.5

 

 

Далее следует убрать напряжения в окнах узлов, выключив кнопку с индексом 13 и включить кнопку показа постоянных токов . Значения токов нужно записать и занести в Табл. №3.2.

Определение коэффициентов усиления и граничных частот АЧХ.

Под коэффициентом усиления понимается отношение напряжения на

нагрузке V(OUT) к напряжению на входе усилителя V(IN), т.е. Ku(w)=V(OUT)/V(IN).

Для его получения следует перейти в режим анализа схем командой Analysis и выбрать анализ схем по переменному току АС (см. Рис.6). На экране монитора

 

 

Рис.6

 

 

появится окно пределов анализа (см. Рис.7). Проверьте, чтобы величины в окне пределов анализа совпадали с величинами переменных па Рис.7.

 

Рис.7

 

Для получения Кu(ω) и АЧХ следует провести анализ по команде Run. На графике АЧХ следует найти K_UСР в области средних частот. Для этого нажимаем иконку. Для нахождения граничных частот F_НЧ для М_НЧ=ЗdВ и F_BЧ для М_ВЧ=ЗdВ нажимаем на иконку и в открывшемся поле GoTo Y вводим число (K_UСР-3дб). Затем нажимаем Left (находим F_НЧ), и Right (находим F_BЧ ). Полученные значения заносим в таблицу №3.3, а АЧХ зарисовываем в отчет.

 

Определение формы токов и напряжений в усилителе

Перед началом измерений выбираем Sine Sourse Tr и смотрим его параметры. Поскольку параметры источника синусоидаль­ного напряжения уже подобраны для анализа, следует убедиться, что параметры пределов анализа на экране и на Рис.8 совпадают.

Рис.8

 

Для определения формы напряжений и токов, действующих в цепях усилителя, следует перейти в режим анализа схем по команде Analysis главного меню и выбрать в открывшемся окне режим анализа переходных процессов командой Transient (см. Рис.9).

Рис.9

 

При этом откроется окно пределов анализа процессов во времени (см. Рис.10).

 

Рис.10

 

. Запустив программу на анализ командой Run,вначале получаем (согласно рис.10) графики, входного и выходного напряжений. Из этих графиков находим в режиме двух курсоров значения Um вх., Um вых. и заносим их в таблицу №3.4.

Рис. 11

 

 

Затем меняем пределы анализа в соответствии с Рис.11, определяем значения амплитуды первой гармоники выходного напряжения и коэффициент гармоник К_г и также заносим их в таблицу №3.4. Для того, чтобы посмотреть токи и необходимо добавить в схему 2 резистора (R14 и R15) с небольшими сопротивлениями. Изменяем схему в соответствии с Рис.12.

Рис.12.

 

Затем возвращаемся в окно Transient Analysis Limits. Устанавливаем новые переменные для расчета, щелкая на кнопку Add. В новые строки анализа вводим I(R14), I(R15) и I(RLOAD) (смотри на Рис.13).

Рис.13.

Затем нажмите кнопку Run для определения токов (на рисунке 13 – Запуск).

Не забудьте поставить галочку в окне Auto Scale Ranges (на рисунке 13-Автомасштаб). По результатам расчета определяем Ima(X3), Ima(X6) и Im(RLOAD). Заносим их в таблицу №3.5.

 

 

2.5 Определение КПД усилителя.

 

Для определения КПД усилителя проведем анализ в режиме Transient Analysis Limits. Для начала перейдем в окно текстовых команд (закладка Text в нижней части экрана). В этом окне введем команду для нахождения КПД (смотри рисунок 14).

Рис. 14

 

После этого перейдем в окно анализа Transient Analysis Limits. Здесь вводим в новую строку анализа КПД, как показано на рисунке 15.

Запустив программу командой Run, получаем значение КПД. КПД определяется по установившемуся значению графика. Результаты измерения необходимо занести в таблицу 3.6.

3.Результаты компьютерного моделирования

 

3.1. Постоянные напряжения в схеме УМЗЧ

Uск(X4)	Uак(X4)	Ucк(X5)	Uак(Х5)	Uск(Х3)	Uак(Х3)

 

Uэкр.к(Х3)	Uск(Х5)	Uак(Х6)	Uск(Х6)	Uэкр.к(Х6)

 

3.2. Постоянные токи в схеме УМЗЧ.

Ia(X4)	Ia(X5)	Ia(X3)	Ia(X6)	Iэкр(Х3+Х6)	Iкат(Х3+Х6)

 

3.3. Коэффициент усиления и граничные частоты.

Кu cp	Fгр нч(3дб)	Fгр вч(3дб)

 

3.4. Напряжения и коэффициент гармоник.

Um вх	Um вых	Um1	Кг (%)

 

3.5. Переменные токи в схеме УМЗЧ .

Ima(X3)	Ima(X6)	Im(RLOAD)

 

3.6. КПД.

КПД