Моделирование электронных схем в пакете прикладных программ OrCad 9.2
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
СОДЕРЖАНИЕ
введение
1. практическая часть
.1 Моделирование схемы в приложении Capture
.2 Оптимизация схемы с помощью элемента Parameters
.3 Оптимизация схемы с помощью приложения PSpice Optimizer
.4 Трассировка печатной платы с помощью приложения Layout Plus
Выводы
Перечень источников
введение
В настоящее время компьютерные и информационные технологии используются во всех сферах жизни человека. К примеру, создание сложных электрических схем и устройств требует предварительного моделирования этих схем и устройств. Моделирование работы прибора на компьютере дает возможность экономить на материалах, содержании лабораторий и на рабочей силе.
Пакет прикладных программ OrCad 9.2 позволяет не только моделировать электрические схемы, но и производить оптимизацию, трассировать печатные платы, создавать полный набор технической документации по устройству или блоку. Возможность создания полной технической документации в одном пакете прикладных программ позволяет значительно упростить и ускорить разработку.
1.практическая часть
1.1Моделирование схемы в приложении Capture
Для моделирования схемы соберем ее сначала в приложении Capture. Для этого выполним следующую последовательность действий: Запускаем приложение Capture; Создаем новый пустой проект; Устанавливаем на рабочую область все элементы схемы и устанавливаем их номиналы (рисунок 1.1)
Рисунок 1.1 - Элементы схемы
Для того чтобы установить требуемые элементы предварительно нужно добавить соответствующие библиотеки, которые содержат данные элементы. В нашем случае использовались следующие библиотеки: ANALOG - библиотека содержит пассивные элементы(сопротивления и емкости); SOURCE - содержит источники питания; OPAMP - содержит операционные усилители. Также на схеме необходимо разместить заземление для чего нажимаем пиктограмму . Чтобы добавить элементы на схему можно воспользоваться меню Place\Part, либо нажав соответствующую пиктограмму .
Когда все элементы схемы добавлены, их необходимо соединить между собой, для этого можно воспользоваться меню Place\Wire или нажать пиктограмму . После соединения схема принимает вид показанный на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Схема, собранная в Capture
Для моделирования схемы и построения АЧХ осуществим следующие действия.
Добавляем на выходы схемы маркер для снятия напряжения. В меню PSpice выбираем пункт Create Netlist. После этого в меню PSpice выбираем пункт New Simulation Profile, появляется окошко, в котором мы вводим имя профиля. В следующем окошке на вкладке Analysis в пункте Analysis type выбираем пункт AC Sweep/Noise. В полях справа в этом же окне вводим начальную и конечную частоты, а также количество точек. После проведения этих действий наша схема готова к моделированию ее работы. Чтобы запустить моделирование в меню PSpice нужно выбрать пункт Run либо нажать пиктограмму . После завершения моделирования мы увидим графики АЧХ на выходах нашей схемы (рисунок 1.3).
1.2Оптимизация схемы с помощью элемента Parameters
Для оптимизации схемы с помощью Parameters осуществи следующие действия. Сначала заменим номинал конденсатора С1 на переменную new. После этого добавим элемент Parameters, щелкнув на нем два раза, открывается окно Property Editor. В этом окне нажимаем кнопку New Column, в появившемся окошке вводим имя переменной new и номинал конденсатора С1 - 470n.
Рисунок 1.3 - АЧХ на выходах схемы
После этого выбрав в меню PSpise пункт Edit Simulation Profile, либо нажав соответствующую пиктограмму , откроем окно свойств профиля. Выбрав в списке Options пункт Parametric Sweep, в списке Sweep Variable выбираем Global Parameters, в поле Name вводим имя переменной new, затем последовательно вводим начальное и конечное значение переменной, а также шаг с которым она будет изменятся.
Запустив моделирование снова мы увидим семейство АЧХ при разных значениях емкости С1 (рисунок 1.4)
Рисунок 1.4 - Семейство АЧХ при разных значениях емкости С1
Для того чтобы подобрать значение емкости С1, при котором частота среза слева будет составлять 200Гц, необходимо построить зависимость частоты среза от значения емкости С1. для этого произведем следующие действия.
Выберем в меню Simulation пункт Performance Analysis, либо нажмем соответствующую пиктограмму . После этого появляется пустая система координат, зависимость по Х которой - это зависимость от значения емкости С1. Чтобы построить зависимость частоты среза от емкости С1, выберем в меню Trace пункт Add Trace или нажмем пиктограмму . В появившемся окне выберем целевую функцию которая определяет частоту среза, список функций находится в правой части окна, а список параметров в левой. Функция определяющая частоту среза HPBW имеет два параметра: первый параметр - это функция АЧХ, второй - это уровень в децибелах по которому нужно определить частоту среза (частота реза определяется по уровню 0,707 что соответствует 3дБ). В нашем случае функция имеет следующий вид: HPBW(V(U1A:OUT),3). Затем в меню Trace выберем подменю Cursor в котором выберем пункт Display, или нажмем на соответствующей пиктограмме .
Передвигая курсор по графику подберем значение емкости соответствующее частоте среза в 200Гц. В результате получаем 203,248Гц при значении емкости С1=73,438нФ. Результаты построения графика и подбора номинала показаны на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 - График зависимости частоты среза от емкости С1
1.3Оптимизация схемы с помощью приложения PSpice Optimizer
Для оптимизации схемы с помощью PSpice Opti