Державний комітет Російської Федерації з вищої освіти
Уральський державний технічний університет - УПІ
Введення
· Pвих - вихідна потужність;
· К - коефіцієнт підсилення;
· ККД - коефіцієнт корисної дії;
· SYMBOL 68 \ f "Symbol" \ s 14DF - діапазон робочих частот;
· АЧХ - амплітудно-частотна характеристика;
· N - рівень нелінійних спотворень;
· Ш - рівень власних шумів.
У даній роботі досліджується бруківці УМЗЧ, характерними особливостями якого є:
· Максимальне використання напруги джерела живлення;
· Велика вихідна потужність, щодо інших простих УМЗЧ;
· Висока стійкість схеми;
· Широка смуга частот в режимі номінальної потужності;
· Порівняно низький коефіцієнт гармонік.
1. Технічне завдання
· Спроектувати мостовий УМЗЧ, використовуючи дані з журналу Радіо № 1 / 1992
· Технічні вимоги до УМЗЧ:
Номінальна вхідна напруга 0.35 В
Номінальна (максимальна) вихідна потужність при опорі навантаження 4 Ом 16 (20) Вт
Номінальний діапазон частот 40 ... 20000 Гц
Швидкість наростання вихідної напруги 25 В / мкс
Коефіцієнт гармонік при номінальній потужності на частоті:
20 кГц 0.35%
10 кГц 0.32%
1 кГц 0.32%
· Принципова електрична схема мостового УМЗЧ
Рис. 1. Принципова електрична схема мостового УМЗЧ
2. Принцип роботи схеми мостового УМЗЧ
УМЗЧ складається з двох підсилювачів. Розглянемо один з них виконаний на базі підсилювача потужності. Транзистор VT1 працює в каскаді посилення напруги, а решта VT2-VT5 (все з малими напругами насичення Uнас) утворюють складовою емітерний повторювач посилення потужності, що працює в режимі АВ (струм спокою 20 ... 30 мА).
Діоди VD1 і VD2 покращують термостабільність струму спокою. Транзистор VT3 забезпечує необхідну розкачку транзистора VT5. З метою максимального використання напруги джерела живлення в підсилювач введені два ланцюги позитивного зворотного зв'язку (ПЗЗ) за напругою. При позитивній полуволне підсилюється сигналу працює ланцюг R5R6C3, а при негативній R8R9C4.
Відмітна особливість такого зворотного зв'язку - введення її в ланцюг колекторів транзисторів VT2, VT3, що призводить до збільшення амплітуди сигналу на виході підсилювача до максимально можливої.
З метою зменшення нелінійних спотворень, обумовлених несиметричністю плечоконечного каскаду і дією ПОС, підсилювач охоплений загальною негативним зворотним зв'язком (ООС) по напрузі через ланцюг R1 - R4C1. Параметри цього ланцюга підібрані таким чином, щоб, з одного боку, забезпечити стабільність режиму роботи підсилювача по постійному струму (за рахунок дії гальванічної зворотного зв'язку через резистор R4), а з іншого - отримати необхідний коефіцієнт посилення всього підсилювача (R1, R4). Глибина ООС по змінній напрузі - близько 28 дБ. Конденсатори С2 і С4 забезпечують необхідну стійкість всього підсилювача.
Оскільки описуваний базовий підсилювач инвертирующий, то з метою спрощення схеми сигнал на другий підсилювач надходить з виходу першого через дільник напруги R10R11.
3. Підготовка завантажувального файлу
3.1 Складання опису моделі схеми
На даному етапі було вивчено вхідна мова Pspace, команди виконання проектних процедур, допоміжні і сервісні засоби, вбудовані моделі компонентів РЕЗ.
У вихідній схемі проставляються вузли, які є основою опису схеми. Елементи схеми описуються за допомогою, вузлів до яких вони підключення і номінальними значеннями. Причому резистори і конденсатори описуються непосредстванно, а для діодів і транзисторів необхідні їх моделі, які знаходяться в електронних бібліотеках.
3.2 Вибір проектних процедур аналізу
3.2.1 Карта опцій
OPTIONS ACCT NOECHO NOPAGE RELTOL = 0.0001
ACCT - забезпечує у вихідному файлі статичні відомості про модельованої схемою та інформацію про використані обчислювальних ресурсах - процесорним часом для виконання різних процедур аналізу;
NOECHO - забороняє друкування вхідного файлу у вихідному;
NOPAGE - забороняє нумерацію сторінок, друкування титульної рядки і заголовка для кожного виду аналізу у вихідному файлі;
RELTOL - встановлює відносну похибку напруги та струму.
3.2.2 Карта установки шини друку
WIDTH OUT = 80
Число 80 встановлює кількість колонок у вихідному файлі.
3.2.3 Карта установки температури
TEMP 27 -60 80
Ця карта необхідна для того, щоб всі види аналізу виконувалися при трьох різних температурах.
3.2.4 Карта для обчислення чутливості на постійному струмі SENS V (13,18),
де V (13,18) напруга на навантаженні.
При використанні цієї карти обчислюються малосигнальний чутливості вихідних змінних до змін внутрішніх параметрів на постійному струмі.
3.2.5 Розрахунок коефіцієнта передачі в режимі малого сигналу TF V (13,18) VIN,
де VIN генератор вхідного сигналу. За допомогою цієї директиви розраховуються малосигнальний коефіцієнт передачі по постійному струму, вхідний і вихідний опір підсилювача.
3.2.6 Розрахунок спектральної щільності внутрішнього шуму NOISE V (13,18) VIN
Оскільки резистори й об'ємні опору транзисторів є джерелом теплового шуму. Крім того, напівпровідникові прилади мають дробовий шум і фліккер-шум. За допомогою карти. NOISE на кожній частоті частотного аналізу розраховується спектральна щільність внутрішнього шумової напруги, яка перераховується до входу ланцюга і до її виходу.
3.2.7 Перехідний аналіз
TRAN / OP 1U 3M
За допомогою цієї директиви здійснюється розрахунок відгуку ланцюга на заданий вхідний вплив. Ключ ОР необхідний для виведення докладної інформації про робочу точці.
3.2.8 Аналіз Фур'є-гармонік
FOUR V (6) V (13,18)
Ця карта виконує спектральний аналіз Фур'є.
FOUR V (6) - коефіцієнт гармонік на вході схеми;
FOUR V (13,18) - коефіцієнт гармонік на виході схеми.
3.2.9 Аналіз на змінному струмі
AC DEC 20 січня MHZ 1 MEGHZ
Аналіз на змінному струмі обчислює частотну характеристику схеми в широкому діапазоні частот. Ключ DEC визначає тип розгортки.
20 - кількість точок на розгортці;
1MHZ - початкова частота;
1MEG - кінцева частота.
3.2.10 Друк результатів
PRINT TRAN V (6) V (13,18)
Ця карта дозволяє представляти результати аналізу на постійному і змінному струмі, аналіз шуму і результати перехідного аналізу у вигляді таблиць.
3.2.11 Карта підготовки даних для PROBE
За наявності цієї карти програма створює файл даних probe.dat. Програма PROBE є зручним інструментом для налаштування "програмного макета» схеми.
3.3 Складання завантажувального файлу
Завантажувальний файл набирається з використанням будь-якого текстового редактора. У даній роботі завантажувальний файл був складений в програмі Pspice AD з пакету OrCAD. Файл повинен бути записаний з расшіреніем.cir.
Завантажувальний файл most.cir див. Додаток 2.
4. Налагодження моделі схеми
Як виявилося, настройка схеми за допомогою потенціометрів R1, R21 і R22 є недостатньою, оскільки при оптимальних значеннях цих елементів на виході схеми з'являється сигнал з перекрученою формою і його коефіцієнт гармонік значно перевершує заданий.
Для налаштування схеми були змінені параметри резисторів R11 і R12, причому резистором R12 регулюється вихідна потужність. Однак зі зростанням потужності починається різке збільшення коефіцієнта гармонік.
Вхідний конденсатор С1 задає передній фронт АЧХ. Зменшивши його параметр з 10 мкФ до 2 нФ був налаштований необхідний вид АЧХ.
Змінюючи ємності З2 і С9 задається задній фронт АЧХ.
Потенціометром R21 був налаштований максимальний рівень посилення другого підсилювача рівний посилення першого.
Перевіривши всі можливі способи настроювання схеми не вдалося повністю виконати технічне завдання. Проте порівнюючи результати отримані в даній роботі з результатами робіт виконаних раніше слід відзначити зменшення спотворень вихідного сигналу, а отже і зниження коефіцієнта гармонік.
5. Аналіз результатів машинних розрахунків
Вихідний файл most.out див. Додаток 2.
5.1 Вплив температури на роботу схеми
Вплив температури на амплітудно-частотну характеристику можна побачити в Додатку. Як і очікувалося з зростанням температури відбувається збільшення амплітуди сигналу.
Вплив температури на вихідний сигнал можна побачити в Додатку 1. Зі зростанням температури U вих збільшується не значно, зате при зниженні температури U вих значно падає.
5.2 Спектральна щільність внутрішнього шуму
У Додатку 1 показано графік відносини сигнал-шум на всьому частотному діапазоні існування сигналу. На частоті 50 kHz ця залежність відчуває позитивний екстремум і починає повільно спадати. При наближенні частоти до 0.5 kHz відношення сигнал-шум спрямовується до нескінченності. Цей графік підтверджує теоретичні уявлення про те, що зі зростанням частоти рівень шумів починає зростати і чинити негативний вплив на якість вихідного сигналу.
5.3 Перехідна характеристика підсилювача
Залежність вихідної напруги від вхідної показана в Додатку 1. З графіка видно, що даний підсилювач є інвертує. Амплітуда вхідного коливання зростає в 31 разів у порівнянні з вхідним коливанням.
5.4 Аналіз Фур'є-гармонік
Коефіцієнти Фур'є-гармонік є у вихідному файлі, що знаходиться в Додатку 1
5.5 Амплітудно-частотна характеристика
АЧХ зображена у Додатку 1
З графіка видно, що АЧХ має смугу пропускання трохи більше номінальної. Це зроблено спеціально, щоб смуга зазначена в технічному завданні майже без ослаблення містилася в отриману смугу частот. Слід зазначити, що АЧХ має досить круті фронти, що забезпечує ослаблення впливу на вихідний сигнал шуму і сторонніх сигналів.
5.6 Аналіз Монте-Карло
Розкид параметрів резисторів задає розкид АЧХ за рівнем в смузі пропускання, це можна побачити в Додатку 1
5.7 Визначення чутливості схеми
Чутливість див. вихідний файл (Додаток 2).
Висновок
Дана робота була проведена з використанням пакетів схемотехнічного проектування OrCAD Release 9 і WorkBench V.4.
Спроектований УМЗЧ може працювати за призначенням, проте його технічні параметри трохи гірше заданих в технічному завданні. Пояснення цього факту див. Розділ 6.
Найбільші труднощі при виконанні роботи викликали пошук справжніх моделей та налаштування схеми.
У висновку хочеться зазначити, що виконання даної роботи принесло незаперечну користь: щоб правильно налаштувати схему необхідно було застосовувати знання отримані з інших курсів («ЕіМЕ», «СхАЕУ», «ТРЦіС») тим самим відбувалося становлення радіотехнічного мислення.
У ході роботи було вивчено вхідна мова Pspice і сучасні пакети прикладних програм автоматизованого проектування. Вважаю, що цілі поставлені курсовою роботою були досягнуті.
2. Кійко В.В. Програмне забезпечення курсу АПРЕС: Методичні вказівки з курсу «Автоматизоване проектування радіоелектронних схем». Єкатеринбург: УПІ, 1992.40 с.
3. Кійко В.В. Моделювання та аналіз електронних схем на ЕОМ: Методичні вказівки до курсової роботи по курсу АПРЕУ. Єкатеринбург: 1994.40 с.
OPT ACCT NOPAGE NOECHO RELTOL = 0.0001
WIDTH OUT 80
TEMP -30 27 60
SENS V (13,18)
TF V (13,18)
NOISE V (13,18) VIN
TRAN / OP 1US 10MS
FOUR 1KHZ V (6) V (13,18)
AC DEC 20 0.5 5MEG
PRINT TRAN V (6) V (13,18)
MC 10 AC V (13,18)
PROBE
* Опис моделі схеми *************************
R1 5 квітень 5.6K
R2 4 липня 8.2K
R3 7 0 5.16K
R4 13 квітня 95K
* R4 13 квітня MLT 95K
R5 2 січня 1943
R6 2 березня 1.1K
R7 11 Жовтня 1910
R8 12 11 200
R9 0 грудня 1943
R10 14 13 100
R11 15 13 150
R12 0 15 листопада
R13 18 27 100
R14 21 20 жовтня
R15 20 19 200
R16 19 0 43
R17 26 січня 1943
R18 24 26 820
R19 18 17 110K
R20 17 25 8.2K
R21 17 16 6K
R22 25 0 10.08K
R23 13 18 квітня
C1 6 травня 2U
C2 0 3 2N
C3 лютого 1913 500U
C4 13 грудня 200U
C5 1 0 22U
C6 1 0 22U
C7 26 18 500U
C8 19 18 200U
C9 24 0 2N
C10 16 15 10U
QVT1 3 квітня 0 KT3102G
QVT2 2 3 8 KT3117A
QVT3 11 грудня 1914 KT209L
QVT4 1 серпень 1913 KT819GM
QVT5 0 14 13 KT818GM
QVT6 23 січня 1918 KT819GM
QVT7 0 27 18 KT818GM
QVT8 19 20 27 KT209L
QVT9 26 24 23 KT3117A
QVT10 24 17 0 KT3102G
DVD1 8 вересня KD521A
DVD2 9 жовтня KD521A
DVD3 23 22 KD521A
DVD4 22 21 KD521A
* Опис джерел напруги ****************
VIN 6 0 AC 0.35 SIN (0 0.35 1KHZ)
VIP 1 0 DC 14V
* Опис моделей елементів ********************
*. MODEL MLT RES (R = 1 DEV / GAUSS 5%)
model KT209L PNP (IS = 5.45f BF = 60 BR = 0.343 NR = 1.1 ISE = 446f ISC = 1.123p
+ IKF = 0.2244 IKR = 1.52 NE = 1.356 NC = 2 VAF = 43 RC = 0.17 RB = 320 TF = 281.9p TR = 254.8n
+ XTF = 2 VTF = 40 ITF = 1.63 CJE = 56.2p VJE = 0.69 MJE = 0.33 CJC = 14.6p VJC = 0.75
+ MJC = 0.3 FC = 0.5 EG = 1.11 XTB = 1.5 XTI = 3)
model KT819GM NPN (IS = 974.4f BF = 99.49 BR = 2.949 NR = 0.7 ISE = 902.0p
+ IKF = 4.029 NE = 1.941 VAF = 30 RC = 0.1 RB = 2 TF = 39.11n TR = 971.7n XTF = 2 VTF = 10
+ ITF = 0 CJE = 569.1p MJE = 0.33 CJC = 276.0p XTB = 10)
model KT3102G NPN (IS = 7.7p BF = 810 BR = 1.287 ISE = 5.911p ISC = 0 IKF = 14.26m
+ IKR = 0 NE = 1.358 NC = 2 VAF = 97 RC = 1.61 RB = 103 TF = 820.9p
+ TR = 4.68n XTF = 7
+ VTF = 4 ITF = 0.35 CJE = 4.973p VJE = 0.75 MJE = 0.42 CJC = 4.017p VJC = 0.75
+ MJC = 0.32 FC = 0.5 EG = 1.11 XTB = 1.5 XTI = 3)
model KT3117A NPN (IS = 98.35f BF = 1159 BR = 0.343 NF = 1 NR = 1 ISE = 1.164p
+ ISC = 1.123p IKF = 0.2244 IKR = 1.52 NE = 1.356 NC = 2 VAF = 123.5 RC = 0.17 RB = 40.7
+ TF = 281.9p TR = 254.8n XTF = 2 VTF = 40 ITF = 1.63 CJE = 56.2p VJE = 0.69 MJE = 0.33
+ CJC = 1.6p VJC = 0.75 MJC = 0.33 EG = 1.11 XTB = 1.5 XTI = 3)
model KT818GM PNP (IS = 10N BF = 99.49 BR = 2.949 NR = 0.9 ISE = 902.0p IKF = 4.029
+ NE = 1.941 VAF = 20 RC = 0.1 RB = 1.1 TF = 39.11n TR = 971.7n XTF = 2 VTF = 10 ITF = 20
+ CJE = 569.1p MJE = 0.33 CJC = 276.0p XTB = 10)
model KD521A D (IS = 0.115p RS = 3.21 N = 1.0 TT = 3.12n CJO = 2.25p VJ = 0.68
+ M = 0.26 EG = 1.11 FC = 0.5 BV = 75 IBV = 10p XTI = 3)
* Завершення програми **************************
END
Додаток 2
**** 01/26/00 18:17:12 ********* PSpice 9.0 (Ноя 1998) ******** ID # 0 ******
**** Опис схеми
**** Аналіз чутливості на постійному струмі при температурі 27 град. З
Чутливість по постійному струму на виході V (13,18)
Ім'я Величина почуття. Нормована
елем. елемента елемента чутливість
В / Єдін. В / Відсоток
R1 5.600E +03 0.000E +00 0.000E +00
R2 8.200E +03-1.419E-04-1.163E-02
R3 5.160E +03-1.419E-04-7.320E-03
R4 1.100E +05 2.605E-05 2.865E-02
R5 4.300E +01-6.937E-03-2.983E-03
R6 1.190E +03-9.332E-04-1.111E-02
R7 1.000E +01-1.186E-04-1.186E-05
R8 2.000E +02 1.424E-03 2.848E-03
R9 4.300E +01 1.560E-03 6.710E-04
R10 1.500E +02-7.817E-05-1.173E-04
R11 1.500E +02 7.682E-05 1.152E-04
R12 1.100E +01 7.682E-05 8.450E-06
R13 1.000E +02 2.534E-04 2.534E-04
R14 1.000E +01 1.847E-03 1.847E-04
R15 2.000E +02-1.711E-03-3.422E-03
R16 4.300E +01-1.960E-03-8.429E-04
R17 4.300E +01 8.624E-03 3.708E-03
R18 8.200E +02 1.636E-03 1.341E-02
R19 1.100E +05-2.215E-05-2.437E-02
R20 8.200E +03 6.625E-05 5.432E-03
R21 6.000E +03 0.000E +00 0.000E +00
R22 1.008E +04 6.625E-05 6.678E-03
R23 4.000E +00-1.487E-04-5.947E-06
VIN 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
V2 1.400E +01-5.132E-02-7.185E-03
DVD1
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00-1.186E-04-3.806E-06
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13 1.125E +09 1.294E-06
№ 1.000E +00-3.372E-03-3.372E-05
DVD2
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00-1.186E-04-3.806E-06
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13 1.125E +09 1.294E-06
№ 1.000E +00-3.372E-03-3.372E-05
DVD3
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00 1.847E-03 5.929E-05
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13-1.782E +10-2.049E-05
№ 1.000E +00 5.334E-02 5.334E-04
DVD4
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00 1.847E-03 5.929E-05
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13-1.782E +10-2.049E-05
№ 1.000E +00 5.334E-02 5.334E-04
QVT1
RB 1.030E +02 8.143E-05 8.387E-05
RC 1.610E +00 3.439E-05 5.537E-07
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 8.099E +02-2.906E-04-2.353E-03
ISE 5.911E-12 1.257E +11 7.431E-03
BR 1.287E +00 2.296E-07 2.955E-09
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 7.700E-12-8.482E +10-6.531E-03
NE 1.358E +00-8.075E +00-1.097E-01
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 1.426E-02-1.135E +01-1.618E-03
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 9.700E +01 8.063E-04 7.821E-04
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT2
RB 4.070E +01-8.468E-05-3.446E-05
RC 1.700E-01-1.680E-05-2.856E-08
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 1.159E +03 5.776E-06 6.694E-05
ISE 1.164E-12-7.938E +10-9.240E-04
BR 3.430E-01-2.557E-10-8.771E-13
ISC 1.123E-12 3.059E +02 3.435E-12
IS 9.835E-14 7.609E +11 7.484E-04
NE 1.356E +00 1.321E +00 1.791E-02
NC 2.000E +00-1.718E-10-3.435E-12
IKF 2.244E-01 3.413E-02 7.658E-05
IKR 1.520E +00-2.849E-15-4.331E-17
VAF 1.235E +02-2.530E-05-3.124E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT3
RB 3.200E +02 1.201E-05 3.843E-05
RC 1.700E-01 2.843E-07 4.833E-10
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 6.000E +01-1.682E-05-1.009E-05
ISE 4.460E-13 1.019E +10 4.543E-05
BR 3.430E-01 1.511E-12 5.182E-15
ISC 1.123E-12-3.261E +01-3.662E-13
IS 5.450E-15-9.221E +11-5.026E-05
NE 1.356E +00-6.583E-02-8.926E-04
NC 2.000E +00 1.831E-11 3.662E-13
IKF 2.244E-01-2.385E-04-5.352E-07
IKR 1.520E +00 1.398E-17 2.126E-19
VAF 4.300E +01 1.431E-05 6.153E-06
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT4
RB 2.000E +00-1.892E-04-3.783E-06
RC 1.000E-01-2.362E-05-2.362E-08
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01 6.774E-05 6.739E-05
ISE 9.020E-10-4.609E +06-4.157E-05
BR 2.949E +00-1.671E-12-4.927E-14
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 9.744E-13 8.950E +09 8.721E-05
NE 1.941E +00 2.712E-02 5.263E-04
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00 4.269E-05 1.720E-06
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 3.000E +01-9.116E-05-2.735E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT5
RB 1.100E +00 7.793E-06 8.572E-08
RC 1.000E-01 1.149E-06 1.149E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01-4.034E-06-4.014E-06
ISE 9.020E-10 5.551E +03 5.007E-08
BR 2.949E +00 6.213E-09 1.832E-10
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 1.000E-08-2.545E +05-2.545E-05
NE 1.941E +00-1.805E-05-3.503E-07
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00-1.410E-06-5.682E-08
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 2.000E +01 3.681E-05 7.362E-06
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT6
RB 2.000E +00 5.878E-05 1.176E-06
RC 1.000E-01 3.383E-06 3.383E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01-1.820E-05-1.811E-05
ISE 9.020E-10 2.445E +06 2.205E-05
BR 2.949E +00 1.865E-12 5.500E-14
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 9.744E-13-7.381E +09-7.192E-05
NE 1.941E +00-1.356E-02-2.633E-04
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00-6.218E-06-2.505E-07
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 3.000E +01 5.291E-05 1.587E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT7
RB 1.100E +00-1.658E-05-1.824E-07
RC 1.000E-01-2.308E-06-2.308E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01 5.497E-06 5.469E-06
ISE 9.020E-10-7.838E +03-7.070E-08
BR 2.949E +00-9.393E-09-2.770E-10
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 1.000E-08 5.822E +05 5.822E-05
NE 1.941E +00 2.535E-05 4.920E-07
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00 2.833E-06 1.142E-07
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 2.000E +01-7.961E-05-1.592E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT8
RB 3.200E +02-3.860E-05-1.235E-04
RC 1.700E-01-1.097E-06-1.865E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 6.000E +01 4.888E-05 2.933E-05
ISE 4.460E-13-2.667E +10-1.189E-04
BR 3.430E-01-2.923E-12-1.003E-14
ISC 1.123E-12 6.309E +01 7.086E-13
IS 5.450E-15 2.331E +12 1.271E-04
NE 1.356E +00 1.749E-01 2.372E-03
NC 2.000E +00-3.543E-11-7.086E-13
IKF 2.244E-01 9.128E-04 2.048E-06
IKR 1.520E +00-3.593E-17-5.461E-19
VAF 4.300E +01-3.697E-05-1.590E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT9
RB 4.070E +01 9.946E-05 4.048E-05
RC 1.700E-01 1.376E-05 2.340E-08
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 1.159E +03-4.691E-06-5.437E-05
ISE 1.164E-12 6.514E +10 7.582E-04
BR 3.430E-01 2.162E-10 7.414E-13
ISC 1.123E-12-2.586E +02-2.904E-12
IS 9.835E-14-6.509E +11-6.401E-04
NE 1.356E +00-1.082E +00-1.468E-02
NC 2.000E +00 1.452E-10 2.904E-12
IKF 2.244E-01-2.813E-02-6.313E-05
IKR 1.520E +00 2.443E-15 3.714E-17
VAF 1.235E +02 2.149E-05 2.654E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT10
RB 1.030E +02-7.819E-05-8.054E-05
RC 1.610E +00-6.520E-05-1.050E-06
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 8.099E +02 4.036E-04 3.269E-03
ISE 5.911E-12-1.534E +11-9.069E-03
BR 1.287E +00-1.952E-07-2.512E-09
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 7.700E-12 9.565E +10 7.365E-03
NE 1.358E +00 1.010E +01 1.371E-01
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 1.426E-02 1.866E +01 2.660E-03
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 9.700E +01-1.014E-03-9.839E-04
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
**** Малосигнальних характеристики
V (13,18) / VIN = 0.000E +00
Вхідний опір підсилювача = 1.000E +20
Вихідний опір підсилювача = 9.465E-01
**** Аналіз Фур'є при температурі Т = 27SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На вході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.487E-01 1.000E +00 2.952E-03 0.000E +00
2 2.000E +03 1.163E-04 3.335E-04 8.717E +01 8.716E +01
3 3.000E +03 1.384E-04 3.971E-04-1.789E +02-1.789E +02
4 4.000E +03 9.791E-05 2.808E-04 1.635E +02 1.635E +02
5 5.000E +03 5.261E-04 1.509E-03 1.166E +01 1.166E +01
6 6.000E +03 1.290E-04 3.701E-04-3.942E +01-3.942E +01
7 7.000E +03 1.911E-04 5.481E-04-1.115E +02-1.115E +02
8 8.000E +03 2.937E-05 8.423E-05 7.133E +01 7.133E +01
9 9.000E +03 1.302E-04 3.733E-04-1.792E +02-1.792E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 1.791178E-01 відсотка
На виході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 1.144E +01 1.000E +00-1.790E +02 0.000E +00
2 2.000E +03 4.438E-03 3.878E-04 1.052E +02 2.842E +02
3 3.000E +03 8.975E-02 7.842E-03-1.777E +02 1.300E +00
4 4.000E +03 4.530E-03 3.958E-04-7.126E +01 1.077E +02
5 5.000E +03 3.688E-02 3.222E-03 4.030E +00 1.830E +02
6 6.000E +03 3.728E-03 3.257E-04-1.678E +02 1.119E +01
7 7.000E +03 4.207E-02 3.676E-03 1.648E +01 1.955E +02
8 8.000E +03 3.648E-03 3.187E-04-9.581E +01 8.317E +01
9 9.000E +03 3.484E-02 3.044E-03 8.690E +00 1.877E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 7.455351E-01 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т =- 30SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На вході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.473E-01 1.000E +00 6.371E-02 0.000E +00
2 2.000E +03 8.124E-04 2.339E-03 3.510E +01 3.504E +01
3 3.000E +03 8.312E-04 2.393E-03-5.978E +01-5.984E +01
4 4.000E +03 6.732E-04 1.938E-03 1.427E +02 1.426E +02
5 5.000E +03 6.420E-04 1.849E-03 5.620E +01 5.614E +01
6 6.000E +03 6.453E-04 1.858E-03-8.095E +01-8.101E +01
7 7.000E +03 2.525E-04 7.270E-04-1.248E +02-1.249E +02
8 8.000E +03 3.985E-04 1.148E-03 8.914E +01 8.907E +01
9 9.000E +03 3.778E-04 1.088E-03-3.694E +01-3.701E +01
Загальний коефіцієнт гармонік = 4.985635E-01 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т =- 30SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На виході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.805E +00 1.000E +00-1.788E +02 0.000E +00
2 2.000E +03 3.248E-01 8.535E-02 9.024E +01 2.691E +02
3 3.000E +03 2.094E-01 5.503E-02 1.753E +02 3.541E +02
4 4.000E +03 3.127E-02 8.219E-03-8.128E +01 9.753E +01
5 5.000E +03 4.282E-02 1.125E-02-2.064E +00 1.768E +02
6 6.000E +03 1.300E-02 3.415E-03-7.971E +01 9.910E +01
7 7.000E +03 4.326E-02 1.137E-02 9.491E +00 1.883E +02
8 8.000E +03 1.684E-02 4.426E-03-7.702E +01 1.018E +02
9 9.000E +03 2.431E-02 6.388E-03 1.535E +01 1.942E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 8.034805E +00 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т = 60SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На вході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.497E-01 1.000E +00 1.354E-02 0.000E +00
2 2.000E +03 3.565E-05 1.020E-04 3.751E +01 3.750E +01
3 3.000E +03 2.300E-04 6.577E-04-1.732E +02-1.733E +02
4 4.000E +03 1.307E-04 3.738E-04 8.580E +01 8.579E +01
5 5.000E +03 9.453E-05 2.703E-04-4.512E +01-4.513E +01
6 6.000E +03 3.098E-05 8.860E-05-9.031E +01-9.032E +01
7 7.000E +03 1.988E-04 5.685E-04-1.807E +01-1.808E +01
8 8.000E +03 8.797E-05 2.516E-04-1.246E +02-1.246E +02
9 9.000E +03 7.614E-05 2.177E-04 1.192E +02 1.192E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 1.047593E-01 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т = 60SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На виході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 1.294E +01 1.000E +00-1.791E +02 0.000E +00
2 2.000E +03 9.161E-02 7.078E-03 9.514E +01 2.742E +02
3 3.000E +03 2.110E-01 1.630E-02-1.750E +02 4.043E +00
4 4.000E +03 7.049E-02 5.446E-03-8.652E +01 9.253E +01
5 5.000E +03 1.722E-01 1.330E-02 7.146E +00 1.862E +02
6 6.000E +03 9.717E-03 7.507E-04 8.974E +01 2.688E +02
7 7.000E +03 5.569E-02 4.302E-03-1.765E +02 2.581E +00
8 8.000E +03 2.582E-02 1.994E-03 9.764E +01 2.767E +02
9 9.000E +03 3.840E-02 2.967E-03 7.627E-01 1.798E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 2.354428E +00 відсотка
**** Малосігнальная характеристика при Т = 27SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
Вузол Потен - Вузол Потен - Вузол Потен - Вузол Потен-
ціалу ціалу ціалу ціалу
(1) 14.0000 (2) 12.8020 (3) 8.3279 (4) .5203
(5) .5203 (6) 0.0000 (7) .2010 (8) 7.6346
(9) 6.8848 (10) 6.1349 (11) 5.8980 (12) 1.1227
(13) 6.9975 (4) 6.6465 (15) .4781 (16) .5340
(17) .5340 (8) 7.0000 (19) 1.1559 (20) 5.8702
(21) 6.1034 (2) 6.8516 (23) 7.5999 (24) 8.2917
(25) .2945 (26) 12.7660 (27) 6.6510
*** Токи джерел напруги
Назва Струм
VIN 0.000E +00
VIP-1.252E-01
Загальна розсіює потужність 1.75E +00 Вт
Уральський державний технічний університет - УПІ
МОСТОВИЙ ПІДСИЛЮВАЧ ПОТУЖНОСТІ ЗВУКОВОЇ ЧАСТОТИ
Єкатеринбург 2004Введення
Підсилювач потужності звукової частоти (УМЗЧ) призначений для передачі сигналу від джерела збудження в навантаження з одночасним посиленням сигналу за потужністю. УМЗЧ можна розглядати і як генератор, в якому енергія джерела живлення перетвориться в енергію змінного сигналу під впливом вхідного напруги певної амплітуди. Тому УМЗЧ також називають генераторами із зовнішнім збудженням.
УМЗЧ в загальному випадку характеризуються параметрами:· Pвих - вихідна потужність;
· К - коефіцієнт підсилення;
· ККД - коефіцієнт корисної дії;
· SYMBOL 68 \ f "Symbol" \ s 14DF - діапазон робочих частот;
· АЧХ - амплітудно-частотна характеристика;
· N - рівень нелінійних спотворень;
· Ш - рівень власних шумів.
У даній роботі досліджується бруківці УМЗЧ, характерними особливостями якого є:
· Максимальне використання напруги джерела живлення;
· Велика вихідна потужність, щодо інших простих УМЗЧ;
· Висока стійкість схеми;
· Широка смуга частот в режимі номінальної потужності;
· Порівняно низький коефіцієнт гармонік.
1. Технічне завдання
· Спроектувати мостовий УМЗЧ, використовуючи дані з журналу Радіо № 1 / 1992
· Технічні вимоги до УМЗЧ:
Номінальна вхідна напруга 0.35 В
Номінальна (максимальна) вихідна потужність при опорі навантаження 4 Ом 16 (20) Вт
Номінальний діапазон частот 40 ... 20000 Гц
Швидкість наростання вихідної напруги 25 В / мкс
Коефіцієнт гармонік при номінальній потужності на частоті:
20 кГц 0.35%
10 кГц 0.32%
1 кГц 0.32%
· Принципова електрична схема мостового УМЗЧ
Рис. 1. Принципова електрична схема мостового УМЗЧ
2. Принцип роботи схеми мостового УМЗЧ
УМЗЧ складається з двох підсилювачів. Розглянемо один з них виконаний на базі підсилювача потужності. Транзистор VT1 працює в каскаді посилення напруги, а решта VT2-VT5 (все з малими напругами насичення Uнас) утворюють складовою емітерний повторювач посилення потужності, що працює в режимі АВ (струм спокою 20 ... 30 мА).
Діоди VD1 і VD2 покращують термостабільність струму спокою. Транзистор VT3 забезпечує необхідну розкачку транзистора VT5. З метою максимального використання напруги джерела живлення в підсилювач введені два ланцюги позитивного зворотного зв'язку (ПЗЗ) за напругою. При позитивній полуволне підсилюється сигналу працює ланцюг R5R6C3, а при негативній R8R9C4.
Відмітна особливість такого зворотного зв'язку - введення її в ланцюг колекторів транзисторів VT2, VT3, що призводить до збільшення амплітуди сигналу на виході підсилювача до максимально можливої.
З метою зменшення нелінійних спотворень, обумовлених несиметричністю плечоконечного каскаду і дією ПОС, підсилювач охоплений загальною негативним зворотним зв'язком (ООС) по напрузі через ланцюг R1 - R4C1. Параметри цього ланцюга підібрані таким чином, щоб, з одного боку, забезпечити стабільність режиму роботи підсилювача по постійному струму (за рахунок дії гальванічної зворотного зв'язку через резистор R4), а з іншого - отримати необхідний коефіцієнт посилення всього підсилювача (R1, R4). Глибина ООС по змінній напрузі - близько 28 дБ. Конденсатори С2 і С4 забезпечують необхідну стійкість всього підсилювача.
Оскільки описуваний базовий підсилювач инвертирующий, то з метою спрощення схеми сигнал на другий підсилювач надходить з виходу першого через дільник напруги R10R11.
3. Підготовка завантажувального файлу
3.1 Складання опису моделі схеми
На даному етапі було вивчено вхідна мова Pspace, команди виконання проектних процедур, допоміжні і сервісні засоби, вбудовані моделі компонентів РЕЗ.
У вихідній схемі проставляються вузли, які є основою опису схеми. Елементи схеми описуються за допомогою, вузлів до яких вони підключення і номінальними значеннями. Причому резистори і конденсатори описуються непосредстванно, а для діодів і транзисторів необхідні їх моделі, які знаходяться в електронних бібліотеках.
3.2 Вибір проектних процедур аналізу
3.2.1 Карта опцій
OPTIONS ACCT NOECHO NOPAGE RELTOL = 0.0001
ACCT - забезпечує у вихідному файлі статичні відомості про модельованої схемою та інформацію про використані обчислювальних ресурсах - процесорним часом для виконання різних процедур аналізу;
NOECHO - забороняє друкування вхідного файлу у вихідному;
NOPAGE - забороняє нумерацію сторінок, друкування титульної рядки і заголовка для кожного виду аналізу у вихідному файлі;
RELTOL - встановлює відносну похибку напруги та струму.
3.2.2 Карта установки шини друку
WIDTH OUT = 80
Число 80 встановлює кількість колонок у вихідному файлі.
3.2.3 Карта установки температури
TEMP 27 -60 80
Ця карта необхідна для того, щоб всі види аналізу виконувалися при трьох різних температурах.
3.2.4 Карта для обчислення чутливості на постійному струмі SENS V (13,18),
де V (13,18) напруга на навантаженні.
При використанні цієї карти обчислюються малосигнальний чутливості вихідних змінних до змін внутрішніх параметрів на постійному струмі.
3.2.5 Розрахунок коефіцієнта передачі в режимі малого сигналу TF V (13,18) VIN,
де VIN генератор вхідного сигналу. За допомогою цієї директиви розраховуються малосигнальний коефіцієнт передачі по постійному струму, вхідний і вихідний опір підсилювача.
3.2.6 Розрахунок спектральної щільності внутрішнього шуму NOISE V (13,18) VIN
Оскільки резистори й об'ємні опору транзисторів є джерелом теплового шуму. Крім того, напівпровідникові прилади мають дробовий шум і фліккер-шум. За допомогою карти. NOISE на кожній частоті частотного аналізу розраховується спектральна щільність внутрішнього шумової напруги, яка перераховується до входу ланцюга і до її виходу.
3.2.7 Перехідний аналіз
TRAN / OP 1U 3M
За допомогою цієї директиви здійснюється розрахунок відгуку ланцюга на заданий вхідний вплив. Ключ ОР необхідний для виведення докладної інформації про робочу точці.
3.2.8 Аналіз Фур'є-гармонік
FOUR V (6) V (13,18)
Ця карта виконує спектральний аналіз Фур'є.
FOUR V (6) - коефіцієнт гармонік на вході схеми;
FOUR V (13,18) - коефіцієнт гармонік на виході схеми.
3.2.9 Аналіз на змінному струмі
AC DEC 20 січня MHZ 1 MEGHZ
Аналіз на змінному струмі обчислює частотну характеристику схеми в широкому діапазоні частот. Ключ DEC визначає тип розгортки.
20 - кількість точок на розгортці;
1MHZ - початкова частота;
1MEG - кінцева частота.
3.2.10 Друк результатів
PRINT TRAN V (6) V (13,18)
Ця карта дозволяє представляти результати аналізу на постійному і змінному струмі, аналіз шуму і результати перехідного аналізу у вигляді таблиць.
3.2.11 Карта підготовки даних для PROBE
За наявності цієї карти програма створює файл даних probe.dat. Програма PROBE є зручним інструментом для налаштування "програмного макета» схеми.
3.3 Складання завантажувального файлу
Завантажувальний файл набирається з використанням будь-якого текстового редактора. У даній роботі завантажувальний файл був складений в програмі Pspice AD з пакету OrCAD. Файл повинен бути записаний з расшіреніем.cir.
Завантажувальний файл most.cir див. Додаток 2.
4. Налагодження моделі схеми
Як виявилося, настройка схеми за допомогою потенціометрів R1, R21 і R22 є недостатньою, оскільки при оптимальних значеннях цих елементів на виході схеми з'являється сигнал з перекрученою формою і його коефіцієнт гармонік значно перевершує заданий.
Для налаштування схеми були змінені параметри резисторів R11 і R12, причому резистором R12 регулюється вихідна потужність. Однак зі зростанням потужності починається різке збільшення коефіцієнта гармонік.
Вхідний конденсатор С1 задає передній фронт АЧХ. Зменшивши його параметр з 10 мкФ до 2 нФ був налаштований необхідний вид АЧХ.
Змінюючи ємності З2 і С9 задається задній фронт АЧХ.
Потенціометром R21 був налаштований максимальний рівень посилення другого підсилювача рівний посилення першого.
Перевіривши всі можливі способи настроювання схеми не вдалося повністю виконати технічне завдання. Проте порівнюючи результати отримані в даній роботі з результатами робіт виконаних раніше слід відзначити зменшення спотворень вихідного сигналу, а отже і зниження коефіцієнта гармонік.
5. Аналіз результатів машинних розрахунків
Вихідний файл most.out див. Додаток 2.
5.1 Вплив температури на роботу схеми
Вплив температури на амплітудно-частотну характеристику можна побачити в Додатку. Як і очікувалося з зростанням температури відбувається збільшення амплітуди сигналу.
Вплив температури на вихідний сигнал можна побачити в Додатку 1. Зі зростанням температури U вих збільшується не значно, зате при зниженні температури U вих значно падає.
5.2 Спектральна щільність внутрішнього шуму
У Додатку 1 показано графік відносини сигнал-шум на всьому частотному діапазоні існування сигналу. На частоті 50 kHz ця залежність відчуває позитивний екстремум і починає повільно спадати. При наближенні частоти до 0.5 kHz відношення сигнал-шум спрямовується до нескінченності. Цей графік підтверджує теоретичні уявлення про те, що зі зростанням частоти рівень шумів починає зростати і чинити негативний вплив на якість вихідного сигналу.
5.3 Перехідна характеристика підсилювача
Залежність вихідної напруги від вхідної показана в Додатку 1. З графіка видно, що даний підсилювач є інвертує. Амплітуда вхідного коливання зростає в 31 разів у порівнянні з вхідним коливанням.
5.4 Аналіз Фур'є-гармонік
Коефіцієнти Фур'є-гармонік є у вихідному файлі, що знаходиться в Додатку 1
5.5 Амплітудно-частотна характеристика
АЧХ зображена у Додатку 1
З графіка видно, що АЧХ має смугу пропускання трохи більше номінальної. Це зроблено спеціально, щоб смуга зазначена в технічному завданні майже без ослаблення містилася в отриману смугу частот. Слід зазначити, що АЧХ має досить круті фронти, що забезпечує ослаблення впливу на вихідний сигнал шуму і сторонніх сигналів.
5.6 Аналіз Монте-Карло
Розкид параметрів резисторів задає розкид АЧХ за рівнем в смузі пропускання, це можна побачити в Додатку 1
5.7 Визначення чутливості схеми
Чутливість див. вихідний файл (Додаток 2).
Висновок
Дана робота була проведена з використанням пакетів схемотехнічного проектування OrCAD Release 9 і WorkBench V.4.
Спроектований УМЗЧ може працювати за призначенням, проте його технічні параметри трохи гірше заданих в технічному завданні. Пояснення цього факту див. Розділ 6.
Найбільші труднощі при виконанні роботи викликали пошук справжніх моделей та налаштування схеми.
У висновку хочеться зазначити, що виконання даної роботи принесло незаперечну користь: щоб правильно налаштувати схему необхідно було застосовувати знання отримані з інших курсів («ЕіМЕ», «СхАЕУ», «ТРЦіС») тим самим відбувалося становлення радіотехнічного мислення.
У ході роботи було вивчено вхідна мова Pspice і сучасні пакети прикладних програм автоматизованого проектування. Вважаю, що цілі поставлені курсовою роботою були досягнуті.
Бібліографічний список
1. Транзистори для апаратури широкого застосування: Довідник. Під ред. М. Бережнева, Є.І. Гатман. М.: Радіо і зв'язок, 1981.656 с.2. Кійко В.В. Програмне забезпечення курсу АПРЕС: Методичні вказівки з курсу «Автоматизоване проектування радіоелектронних схем». Єкатеринбург: УПІ, 1992.40 с.
3. Кійко В.В. Моделювання та аналіз електронних схем на ЕОМ: Методичні вказівки до курсової роботи по курсу АПРЕУ. Єкатеринбург: 1994.40 с.
Додаток 1
* Завдання на аналіз *****************************OPT ACCT NOPAGE NOECHO RELTOL = 0.0001
WIDTH OUT 80
TEMP -30 27 60
SENS V (13,18)
TF V (13,18)
NOISE V (13,18) VIN
TRAN / OP 1US 10MS
FOUR 1KHZ V (6) V (13,18)
AC DEC 20 0.5 5MEG
PRINT TRAN V (6) V (13,18)
MC
PROBE
* Опис моделі схеми *************************
R1 5 квітень 5.6K
R2 4 липня 8.2K
R3 7 0 5.16K
R4 13 квітня 95K
* R4 13 квітня MLT 95K
R5 2 січня 1943
R6 2 березня 1.1K
R7 11 Жовтня 1910
R8 12 11 200
R9 0 грудня 1943
R10 14 13 100
R11 15 13 150
R12 0 15 листопада
R13 18 27 100
R14 21 20 жовтня
R15 20 19 200
R16 19 0 43
R17 26 січня 1943
R18 24 26 820
R19 18 17 110K
R20 17 25 8.2K
R21 17 16 6K
R22 25 0 10.08K
R23 13 18 квітня
C1 6 травня 2U
C2 0 3 2N
C3 лютого 1913 500U
C4 13 грудня 200U
C5 1 0 22U
C6 1 0 22U
C7 26 18 500U
C8 19 18 200U
C9 24 0 2N
C10 16 15 10U
QVT1 3 квітня 0 KT3102G
QVT2 2 3 8 KT3117A
QVT3 11 грудня 1914 KT209L
QVT4 1 серпень 1913 KT819GM
QVT5 0 14 13 KT818GM
QVT6 23 січня 1918 KT819GM
QVT7 0 27 18 KT818GM
QVT8 19 20 27 KT209L
QVT9 26 24 23 KT3117A
QVT10 24 17 0 KT3102G
DVD1 8 вересня KD521A
DVD2 9 жовтня KD521A
DVD3 23 22 KD521A
DVD4 22 21 KD521A
* Опис джерел напруги ****************
VIN 6
VIP 1 0 DC 14V
* Опис моделей елементів ********************
*. MODEL MLT RES (R = 1 DEV / GAUSS 5%)
model KT209L PNP (IS = 5.45f BF = 60 BR = 0.343 NR = 1.1 ISE = 446f ISC = 1.123p
+ IKF = 0.2244 IKR = 1.52 NE = 1.356 NC = 2 VAF = 43 RC = 0.17 RB = 320 TF = 281.9p TR = 254.8n
+ XTF = 2 VTF = 40 ITF = 1.63 CJE = 56.2p VJE = 0.69 MJE = 0.33 CJC = 14.6p VJC = 0.75
+ MJC = 0.3 FC = 0.5 EG = 1.11 XTB = 1.5 XTI = 3)
model KT819GM NPN (IS = 974.4f BF = 99.49 BR = 2.949 NR = 0.7 ISE = 902.0p
+ IKF = 4.029 NE = 1.941 VAF = 30 RC = 0.1 RB = 2 TF = 39.11n TR = 971.7n XTF = 2 VTF = 10
+ ITF = 0 CJE = 569.1p MJE = 0.33 CJC = 276.0p XTB = 10)
model KT3102G NPN (IS = 7.7p BF = 810 BR = 1.287 ISE = 5.911p ISC = 0 IKF = 14.26m
+ IKR = 0 NE = 1.358 NC = 2 VAF = 97 RC = 1.61 RB = 103 TF = 820.9p
+ TR = 4.68n XTF = 7
+ VTF = 4 ITF = 0.35 CJE = 4.973p VJE = 0.75 MJE = 0.42 CJC = 4.017p VJC = 0.75
+ MJC = 0.32 FC = 0.5 EG = 1.11 XTB = 1.5 XTI = 3)
model KT3117A NPN (IS = 98.35f BF = 1159 BR = 0.343 NF = 1 NR = 1 ISE = 1.164p
+ ISC = 1.123p IKF = 0.2244 IKR = 1.52 NE = 1.356 NC = 2 VAF = 123.5 RC = 0.17 RB = 40.7
+ TF = 281.9p TR = 254.8n XTF = 2 VTF = 40 ITF = 1.63 CJE = 56.2p VJE = 0.69 MJE = 0.33
+ CJC = 1.6p VJC = 0.75 MJC = 0.33 EG = 1.11 XTB = 1.5 XTI = 3)
model KT818GM PNP (IS = 10N BF = 99.49 BR = 2.949 NR = 0.9 ISE = 902.0p IKF = 4.029
+ NE = 1.941 VAF = 20 RC = 0.1 RB = 1.1 TF = 39.11n TR = 971.7n XTF = 2 VTF = 10 ITF = 20
+ CJE = 569.1p MJE = 0.33 CJC = 276.0p XTB = 10)
model KD521A D (IS = 0.115p RS = 3.21 N = 1.0 TT = 3.12n CJO = 2.25p VJ = 0.68
+ M = 0.26 EG = 1.11 FC = 0.5 BV = 75 IBV = 10p XTI = 3)
* Завершення програми **************************
END
Додаток 2
**** 01/26/00 18:17:12 ********* PSpice 9.0 (Ноя 1998) ******** ID # 0 ******
**** Опис схеми
**** Аналіз чутливості на постійному струмі при температурі 27 град. З
Чутливість по постійному струму на виході V (13,18)
Ім'я Величина почуття. Нормована
елем. елемента елемента чутливість
В / Єдін. В / Відсоток
R1 5.600E +03 0.000E +00 0.000E +00
R2 8.200E +03-1.419E-04-1.163E-02
R3 5.160E +03-1.419E-04-7.320E-03
R4 1.100E +05 2.605E-05 2.865E-02
R5 4.300E +01-6.937E-03-2.983E-03
R6 1.190E +03-9.332E-04-1.111E-02
R7 1.000E +01-1.186E-04-1.186E-05
R8 2.000E +02 1.424E-03 2.848E-03
R9 4.300E +01 1.560E-03 6.710E-04
R10 1.500E +02-7.817E-05-1.173E-04
R11 1.500E +02 7.682E-05 1.152E-04
R12 1.100E +01 7.682E-05 8.450E-06
R13 1.000E +02 2.534E-04 2.534E-04
R14 1.000E +01 1.847E-03 1.847E-04
R15 2.000E +02-1.711E-03-3.422E-03
R16 4.300E +01-1.960E-03-8.429E-04
R17 4.300E +01 8.624E-03 3.708E-03
R18 8.200E +02 1.636E-03 1.341E-02
R19 1.100E +05-2.215E-05-2.437E-02
R20 8.200E +03 6.625E-05 5.432E-03
R21 6.000E +03 0.000E +00 0.000E +00
R22 1.008E +04 6.625E-05 6.678E-03
R23 4.000E +00-1.487E-04-5.947E-06
VIN 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
V2 1.400E +01-5.132E-02-7.185E-03
DVD1
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00-1.186E-04-3.806E-06
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13 1.125E +09 1.294E-06
№ 1.000E +00-3.372E-03-3.372E-05
DVD2
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00-1.186E-04-3.806E-06
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13 1.125E +09 1.294E-06
№ 1.000E +00-3.372E-03-3.372E-05
DVD3
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00 1.847E-03 5.929E-05
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13-1.782E +10-2.049E-05
№ 1.000E +00 5.334E-02 5.334E-04
DVD4
SERIES RESISTANCE
RS 3.210E +00 1.847E-03 5.929E-05
INTRINSIC PARAMETERS
IS 1.150E-13-1.782E +10-2.049E-05
№ 1.000E +00 5.334E-02 5.334E-04
QVT1
RB 1.030E +02 8.143E-05 8.387E-05
RC 1.610E +00 3.439E-05 5.537E-07
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 8.099E +02-2.906E-04-2.353E-03
ISE 5.911E-12 1.257E +11 7.431E-03
BR 1.287E +00 2.296E-07 2.955E-09
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 7.700E-12-8.482E +10-6.531E-03
NE 1.358E +00-8.075E +00-1.097E-01
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 1.426E-02-1.135E +01-1.618E-03
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 9.700E +01 8.063E-04 7.821E-04
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT2
RB 4.070E +01-8.468E-05-3.446E-05
RC 1.700E-01-1.680E-05-2.856E-08
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 1.159E +03 5.776E-06 6.694E-05
ISE 1.164E-12-7.938E +10-9.240E-04
BR 3.430E-01-2.557E-10-8.771E-13
ISC 1.123E-12 3.059E +02 3.435E-12
IS 9.835E-14 7.609E +11 7.484E-04
NE 1.356E +00 1.321E +00 1.791E-02
NC 2.000E +00-1.718E-10-3.435E-12
IKF 2.244E-01 3.413E-02 7.658E-05
IKR 1.520E +00-2.849E-15-4.331E-17
VAF 1.235E +02-2.530E-05-3.124E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT3
RB 3.200E +02 1.201E-05 3.843E-05
RC 1.700E-01 2.843E-07 4.833E-10
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 6.000E +01-1.682E-05-1.009E-05
ISE 4.460E-13 1.019E +10 4.543E-05
BR 3.430E-01 1.511E-12 5.182E-15
ISC 1.123E-12-3.261E +01-3.662E-13
IS 5.450E-15-9.221E +11-5.026E-05
NE 1.356E +00-6.583E-02-8.926E-04
NC 2.000E +00 1.831E-11 3.662E-13
IKF 2.244E-01-2.385E-04-5.352E-07
IKR 1.520E +00 1.398E-17 2.126E-19
VAF 4.300E +01 1.431E-05 6.153E-06
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT4
RB 2.000E +00-1.892E-04-3.783E-06
RC 1.000E-01-2.362E-05-2.362E-08
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01 6.774E-05 6.739E-05
ISE 9.020E-10-4.609E +06-4.157E-05
BR 2.949E +00-1.671E-12-4.927E-14
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 9.744E-13 8.950E +09 8.721E-05
NE 1.941E +00 2.712E-02 5.263E-04
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00 4.269E-05 1.720E-06
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 3.000E +01-9.116E-05-2.735E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT5
RB 1.100E +00 7.793E-06 8.572E-08
RC 1.000E-01 1.149E-06 1.149E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01-4.034E-06-4.014E-06
ISE 9.020E-10 5.551E +03 5.007E-08
BR 2.949E +00 6.213E-09 1.832E-10
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 1.000E-08-2.545E +05-2.545E-05
NE 1.941E +00-1.805E-05-3.503E-07
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00-1.410E-06-5.682E-08
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 2.000E +01 3.681E-05 7.362E-06
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT6
RB 2.000E +00 5.878E-05 1.176E-06
RC 1.000E-01 3.383E-06 3.383E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01-1.820E-05-1.811E-05
ISE 9.020E-10 2.445E +06 2.205E-05
BR 2.949E +00 1.865E-12 5.500E-14
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 9.744E-13-7.381E +09-7.192E-05
NE 1.941E +00-1.356E-02-2.633E-04
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00-6.218E-06-2.505E-07
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 3.000E +01 5.291E-05 1.587E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT7
RB 1.100E +00-1.658E-05-1.824E-07
RC 1.000E-01-2.308E-06-2.308E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 9.949E +01 5.497E-06 5.469E-06
ISE 9.020E-10-7.838E +03-7.070E-08
BR 2.949E +00-9.393E-09-2.770E-10
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 1.000E-08 5.822E +05 5.822E-05
NE 1.941E +00 2.535E-05 4.920E-07
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 4.029E +00 2.833E-06 1.142E-07
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 2.000E +01-7.961E-05-1.592E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT8
RB 3.200E +02-3.860E-05-1.235E-04
RC 1.700E-01-1.097E-06-1.865E-09
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 6.000E +01 4.888E-05 2.933E-05
ISE 4.460E-13-2.667E +10-1.189E-04
BR 3.430E-01-2.923E-12-1.003E-14
ISC 1.123E-12 6.309E +01 7.086E-13
IS 5.450E-15 2.331E +12 1.271E-04
NE 1.356E +00 1.749E-01 2.372E-03
NC 2.000E +00-3.543E-11-7.086E-13
IKF 2.244E-01 9.128E-04 2.048E-06
IKR 1.520E +00-3.593E-17-5.461E-19
VAF 4.300E +01-3.697E-05-1.590E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT9
RB 4.070E +01 9.946E-05 4.048E-05
RC 1.700E-01 1.376E-05 2.340E-08
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 1.159E +03-4.691E-06-5.437E-05
ISE 1.164E-12 6.514E +10 7.582E-04
BR 3.430E-01 2.162E-10 7.414E-13
ISC 1.123E-12-2.586E +02-2.904E-12
IS 9.835E-14-6.509E +11-6.401E-04
NE 1.356E +00-1.082E +00-1.468E-02
NC 2.000E +00 1.452E-10 2.904E-12
IKF 2.244E-01-2.813E-02-6.313E-05
IKR 1.520E +00 2.443E-15 3.714E-17
VAF 1.235E +02 2.149E-05 2.654E-05
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
QVT10
RB 1.030E +02-7.819E-05-8.054E-05
RC 1.610E +00-6.520E-05-1.050E-06
RE 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
BF 8.099E +02 4.036E-04 3.269E-03
ISE 5.911E-12-1.534E +11-9.069E-03
BR 1.287E +00-1.952E-07-2.512E-09
ISC 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IS 7.700E-12 9.565E +10 7.365E-03
NE 1.358E +00 1.010E +01 1.371E-01
NC 2.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
IKF 1.426E-02 1.866E +01 2.660E-03
IKR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
VAF 9.700E +01-1.014E-03-9.839E-04
VAR 0.000E +00 0.000E +00 0.000E +00
**** Малосигнальних характеристики
V (13,18) / VIN = 0.000E +00
Вхідний опір підсилювача = 1.000E +20
Вихідний опір підсилювача = 9.465E-01
**** Аналіз Фур'є при температурі Т = 27SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На вході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.487E-01 1.000E +00 2.952E-03 0.000E +00
2 2.000E +03 1.163E-04 3.335E-04 8.717E +01 8.716E +01
3 3.000E +03 1.384E-04 3.971E-04-1.789E +02-1.789E +02
4 4.000E +03 9.791E-05 2.808E-04 1.635E +02 1.635E +02
5 5.000E +03 5.261E-04 1.509E-03 1.166E +01 1.166E +01
6 6.000E +03 1.290E-04 3.701E-04-3.942E +01-3.942E +01
7 7.000E +03 1.911E-04 5.481E-04-1.115E +02-1.115E +02
8 8.000E +03 2.937E-05 8.423E-05 7.133E +01 7.133E +01
9 9.000E +03 1.302E-04 3.733E-04-1.792E +02-1.792E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 1.791178E-01 відсотка
На виході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 1.144E +01 1.000E +00-1.790E +02 0.000E +00
2 2.000E +03 4.438E-03 3.878E-04 1.052E +02 2.842E +02
3 3.000E +03 8.975E-02 7.842E-03-1.777E +02 1.300E +00
4 4.000E +03 4.530E-03 3.958E-04-7.126E +01 1.077E +02
5 5.000E +03 3.688E-02 3.222E-03 4.030E +00 1.830E +02
6 6.000E +03 3.728E-03 3.257E-04-1.678E +02 1.119E +01
7 7.000E +03 4.207E-02 3.676E-03 1.648E +01 1.955E +02
8 8.000E +03 3.648E-03 3.187E-04-9.581E +01 8.317E +01
9 9.000E +03 3.484E-02 3.044E-03 8.690E +00 1.877E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 7.455351E-01 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т =- 30SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На вході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.473E-01 1.000E +00 6.371E-02 0.000E +00
2 2.000E +03 8.124E-04 2.339E-03 3.510E +01 3.504E +01
3 3.000E +03 8.312E-04 2.393E-03-5.978E +01-5.984E +01
4 4.000E +03 6.732E-04 1.938E-03 1.427E +02 1.426E +02
5 5.000E +03 6.420E-04 1.849E-03 5.620E +01 5.614E +01
6 6.000E +03 6.453E-04 1.858E-03-8.095E +01-8.101E +01
7 7.000E +03 2.525E-04 7.270E-04-1.248E +02-1.249E +02
8 8.000E +03 3.985E-04 1.148E-03 8.914E +01 8.907E +01
9 9.000E +03 3.778E-04 1.088E-03-3.694E +01-3.701E +01
Загальний коефіцієнт гармонік = 4.985635E-01 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т =- 30SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На виході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.805E +00 1.000E +00-1.788E +02 0.000E +00
2 2.000E +03 3.248E-01 8.535E-02 9.024E +01 2.691E +02
3 3.000E +03 2.094E-01 5.503E-02 1.753E +02 3.541E +02
4 4.000E +03 3.127E-02 8.219E-03-8.128E +01 9.753E +01
5 5.000E +03 4.282E-02 1.125E-02-2.064E +00 1.768E +02
6 6.000E +03 1.300E-02 3.415E-03-7.971E +01 9.910E +01
7 7.000E +03 4.326E-02 1.137E-02 9.491E +00 1.883E +02
8 8.000E +03 1.684E-02 4.426E-03-7.702E +01 1.018E +02
9 9.000E +03 2.431E-02 6.388E-03 1.535E +01 1.942E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 8.034805E +00 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т = 60SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На вході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 3.497E-01 1.000E +00 1.354E-02 0.000E +00
2 2.000E +03 3.565E-05 1.020E-04 3.751E +01 3.750E +01
3 3.000E +03 2.300E-04 6.577E-04-1.732E +02-1.733E +02
4 4.000E +03 1.307E-04 3.738E-04 8.580E +01 8.579E +01
5 5.000E +03 9.453E-05 2.703E-04-4.512E +01-4.513E +01
6 6.000E +03 3.098E-05 8.860E-05-9.031E +01-9.032E +01
7 7.000E +03 1.988E-04 5.685E-04-1.807E +01-1.808E +01
8 8.000E +03 8.797E-05 2.516E-04-1.246E +02-1.246E +02
9 9.000E +03 7.614E-05 2.177E-04 1.192E +02 1.192E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 1.047593E-01 відсотка
**** Аналіз Фур'є при температурі Т = 60SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
На виході:
Номер Частота Фур'є - нормують. Фаза нормують.
компонент. компонент. фаза
1 1.000E +03 1.294E +01 1.000E +00-1.791E +02 0.000E +00
2 2.000E +03 9.161E-02 7.078E-03 9.514E +01 2.742E +02
3 3.000E +03 2.110E-01 1.630E-02-1.750E +02 4.043E +00
4 4.000E +03 7.049E-02 5.446E-03-8.652E +01 9.253E +01
5 5.000E +03 1.722E-01 1.330E-02 7.146E +00 1.862E +02
6 6.000E +03 9.717E-03 7.507E-04 8.974E +01 2.688E +02
7 7.000E +03 5.569E-02 4.302E-03-1.765E +02 2.581E +00
8 8.000E +03 2.582E-02 1.994E-03 9.764E +01 2.767E +02
9 9.000E +03 3.840E-02 2.967E-03 7.627E-01 1.798E +02
Загальний коефіцієнт гармонік = 2.354428E +00 відсотка
**** Малосігнальная характеристика при Т = 27SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С
Вузол Потен - Вузол Потен - Вузол Потен - Вузол Потен-
ціалу ціалу ціалу ціалу
(1) 14.0000 (2) 12.8020 (3) 8.3279 (4) .5203
(5) .5203 (6) 0.0000 (7) .2010 (8) 7.6346
(9) 6.8848 (10) 6.1349 (11) 5.8980 (12) 1.1227
(13) 6.9975 (4) 6.6465 (15) .4781 (16) .5340
(17) .5340 (8) 7.0000 (19) 1.1559 (20) 5.8702
(21) 6.1034 (2) 6.8516 (23) 7.5999 (24) 8.2917
(25) .2945 (26) 12.7660 (27) 6.6510
*** Токи джерел напруги
Назва Струм
VIN 0.000E +00
VIP-1.252E-01
Загальна розсіює потужність 1.75E +00 Вт