Мостовой усилитель мощности звуковой частоты

WIDTH OUT=80

Число 80 устанавливает количество колонок в выходном файле.

4.2.3 Карта установки температуры

TEMP 27 –60 80

Эта карта необходима для того, чтобы все виды анализа выполнялись при трех разных температурах.

4.2.4 Карта для вычисления чувствительности на постоянном токе

SENS V(13,18),

где V(13,18) напряжение на нагрузке.

При использовании этой карты вычисляются малосигнальные чувствительности выходных переменных к изменениям внутренних параметров на постоянном токе.

4.2.5 Расчет коэффициента передачи в режиме малого сигнала

TFV(13,18) VIN,

где VIN генератор входного сигнала.

С помощью этой директивы рассчитываются малосигнальные коэффициент передачи по постоянному току, входное и выходное сопротивление усилителя.

4.2.6 Расчет спектральной плотности внутреннего шума

NOISE V(13,18) VIN

Поскольку резисторы и объемные сопротивления транзисторов являются источниками теплового шума. Кроме того, полупроводниковые приборы имеют дробовой шум и фликкер-шум.С помощью карты .NOISE на каждой частоте частотного анализа рассчитывается спектральная плотность внутреннего шумового напряжения, которая пересчитывается ко входу цепи и к ее выходу.

4.2.7 Переходный анализ

TRAN / OP 1U 3M

С помощью этой директивы осуществляется расчет отклика цепи на заданное входное воздействие. Ключ ОР необходим для вывода подробной информации о рабочей точке.

4.2.8 Анализ Фурье-гармоник

FOURV(6) V(13,18)

Эта карта выполняет спектральный анализ Фурье.

FOUR V(6) – коэффициент гармоник на входе схемы;

FOUR V(13,18) – коэффициент гармоник на выходе схемы.

4.2.9.Анализ на переменном токе

ACDEC20 1MHZ1MEGHZ

Анализ на переменном токе вычисляет частотную характеристику схемы в широком диапазоне частот. Ключ DEC определяет тип развертки.

20 – количество точек на развертке;

1MHZ – начальная частота;

1MEG – конечная частота.

4.2.10 Печать результатов

PRINT TRAN V(6) V(13,18)

Эта карта позволяет представлять результаты анализа на постоянном и переменном токе, анализ шума и результаты переходного анализа в виде таблиц.

4.2.11 Анализ монте-карло

MC

4.2.12 Карта подготовки данных для PROBE

PROBE

При наличии этой карты программа создает файл данных probe.dat. Программа PROBE является удобным инструментом для настройки «программного макета» схемы.

4.3 Составление загрузочного файла

Загрузочный файл набирается с использованием любого текстового редактора.В данной работе загрузочный файл был составлен непосредственно в программе Pspice AD из пакета OrCAD. Файл должен быть записан с расширением .cir.

Загрузочный файл most.cir см.Приложение 2.

5. Отладка модели схемы

Как оказалось, настройка схемы с помощью потенциометров R1,R21 и R22 является недостаточной, поскольку при оптимальных значениях этих элементов на выходе схемы появляется сигнал с искаженной формой и его коэффициент гармоник значительно превосходит заданный.

Для настройки схемы были изменены параметры резисторов R11 и R12, причем резистором R12 регулируется выходная мощность. Однако с ростом мощности начинается резкое увеличение коэффициента гармоник.

Входной конденсатор С1 задает передний фронт АЧХ. Уменьшив его параметр с 10 мкФ до 2 нФ был настроен необходимый вид АЧХ.

Изменяя емкости С2 и С9 задается задний фронт АЧХ.

Потенциометром R21 был настроен максимальный уровень усиления второго усилителя равный усилению первого.

Проверив все возможные способы настройки схемы не удалось полностью выполнить техническое задание. Однако сравнивая результаты полученные в данной работе с результатами работ выполненных ранее следует отметить уменьшение искажений выходного сигнала, а следовательно и понижения коэффициента гармоник.

6.Анализ результатов машинных расчетов

Выходной файл most.out см.Приложение 2.

6.1 Влияние температуры на работу схемы

Влияние температуры на амплитудно-частотную характеристику можно увидеть в Приложении . Как и ожидалось с ростом температуры происходит увеличение амплитуды сигнала.

Влияние температуры на выходной сигнал можно увидеть в Приложении 1 . С ростом температуры Uвых увеличивается не значительно, зато при понижении температуры

Uвых значительно падает.

6.2 Спектральная плотность внутреннего шума

В Приложении 1 показан график отношения сигнал-шум на всем частотном диапазоне существования сигнала. На частоте 50kHz эта зависимость испытывает положительный экстремум и начинает медленно убывать. При приближении частоты к 0.5kHz отношение сигнал-шум устремляется к бесконечности. Этот график подтверждает теоретические представления о том, что с ростом частоты уровень шумов начинает возрастать и оказывать негативное влияние на качество выходного сигнала.

6.3 Переходная характеристика усилителя

Зависимость выходного напряжения от входного показана в Приложении 1 .Из графика видно, что рассматриваемый усилитель является инвертирующим. Амплитуда входного колебания возрастает в 31 раз по сравнению со входным колебанием.

6.4 Анализ Фурье-гармоник

Коэффициенты Фурье-гармоник есть в выходном файле , находящемся в Приложении 1

6.5 Амплитудно-частотная характеристика

АЧХ изображена в Приложении 1

Из графика видно, что АЧХ имеет полосу пропускания немного больше номинальной. Это сделано специально, чтобы полоса указанная в техническом задании почти без ослабления помещалась в полученную полосу частот. Следует отметить, что АЧХ имеет достаточно крутые фронты, что обеспечивает ослабление влияния на выходной сигнал шума и посторонних сигналов.

6.6 Анализ Монте-Карло

Разброс параметров резисторов задает разброс АЧХ по уровню в полосе пропускания. это можно увидеть в Приложении 1

6.7 Определение чувствительности схемы

Чувствительность см. выходной файл (Приложение 2 ).

Заключение

Данная работа была проведена с использованием пакетов схемотехнического проектирования OrCAD Release 9 и WorkBench V.4.

Спроектированный УМЗЧ может работать по назначению, однако его технические параметры немного хуже заданных в техническом задании. Объяснение этого факта см. Раздел 6.

Наибольшие трудности при выполнении работы вызвали поиск подлинных моделей и настройка схемы.

В заключении хочется отметить, что выполнение данной работы принесло неоспоримую пользу : чтобы правильно настроить схему необходимо было применять знания полученные из других курсов («ЭиМЭ», «СхАЭУ», «ТРЦиС») тем самым происходило становление радиотехнического мышления.

В ходе работы был изучен входной язык Pspice и современные пакеты прикладных программ автоматизированного проектирования. Считаю, что цели поставленные курсовой работой были достигнуты.

 Скачать реферат