19
Министерство образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ Т Е Т Р А Д Ь для практических и лабораторных работ по дисциплине Автоматизация проектирования РЭУСтудент гр. ______ ___________ Преподаватель ___________ Екатеринбург 2003

Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

  • Upload
    buidung

  • View
    235

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

Т Е Т Р А Д Ь

для практических и лабораторных работ по дисциплине ldquoАвтоматизация проектирования РЭУrdquo

Студент гр ______ ___________ Преподаватель ___________

Екатеринбург 2003

2

Тема ldquoМоделирование цифровых устройств средствами программы Electronics Workbenchrdquo

Упражнение 1

Заполнить таблицу истинности для логических схем представленных на Рис1

A B C D ldquoИrdquo ldquoИЛИrdquo ldquoИ-НЕrdquo ldquoИЛИ-НЕrdquo 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0

Рис 1

15 1 1 1 1

Упражнение 2 Заполнить таблицу истинности и записать в аналитической форме

выражение для выходной переменной схемы ldquoИсключающее ИЛИrdquo (Рис 2)

A B AoplusB 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 2

Булево выражение AoplusB =

Упражнение 3

Доказать эквивалентность схем ldquoИсключающее ИЛИrdquo и ldquo=1rdquo (Рис 3)

A B Aoplus B Х 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 3

Вывод

3

Упражнение 4 Заполнить таблицу истинности и определить смысл выходных

переменные X и У (Рис 4)

A B Х У 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 4

Вывод Х- У-

Упражнение 5

Доказать эквивалентность схем ldquoZrdquo и ldquosumrdquo (Рис 3)

Z sum A B С П Х У

0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 5

Вывод

Упражнение 6

Собрать схему двоичного восьмиразрядного сумматора и выполнить сложение чисел А2 и В2 Варианты чисел приведены в Приложении 1 В качестве источника числа А2 использовать Word Generator а число В2 задавать с помощью источников напряжения постоянного тока (рис 6)

Рис 6 Сумматор

Результат сложения S2 анализировать с помощью прибора Logic Analyzer Для проверки правильности собранной схемы выполнить сложение А и В вручную А2 = + В2 = S2 = Не меняя схемы выполнить сложение увеличенного вдвое числа А и прежнего числа В и сравнить сумму с результатом полученным ниже 2А2 = + В2 = S2 =

4

Упражнение 7 Собрать схему дешифратора из двоичного кода в восьмеричный код

используя логические схемы ldquo И rdquo (рис7) и заполнить таблицу истинности

Рис 7 Дешифратор из 2-го кода в 8-ый

Записать булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= X1= X2= X3= X4= X5= X6= X7=

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 8

Собрать схему дешифратора из двоичного в восьмеричный код используя схемы ldquo ИЛИ-НЕ rdquo (рис8) и заполнить таблицу истинности

Рис 8

Булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= (A+B+C)rsquo X1= (A+B+Crsquo)rsquo X2= (A+Brsquo+C)rsquo X3= (A+Brsquo+Crsquo)rsquo X4= (Arsquo+B+C)rsquo X5= (Arsquo+B+Crsquo)rsquo X6= (Arsquo+Brsquo+C)rsquo X7= (Arsquo+Brsquo+Crsquo)rsquo Примечание rsquo ndash знак инвертирования

5

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 9

Собрать схему шестиразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис9) и зарисовать временные диаграммы (рис 10) поясняющие принцип его работы На первом этапе счет производить с нуля на втором - со стартового числа D=А записываемого в нулевом такте

Рис 9 Двоичный счетчик

Рис 10 Временные диаграммы двоичного счетчика

6

Упражнение 10 Собрать схему универсального сдвигового регистра на JK-триггерах

(рис11) и зарисовать временные диаграммы поясняющие принцип его работы в качестве последовательно-параллельного регистра (рис 12) и в качестве параллельно-последовательного регистра (рис 13) Преобразования выполнить с числом D=А Числа А приведены в Приложении 1

Рис 11 Универсальный сдвиговый регистр

Рис 12 Временные диаграммы последовательно-параллельного сдвигового

регистра Для ввода данных в параллельном коде использовать источник напряжения постоянного тока и заземление Примечание на временных диаграммах R означает сброс S ndash запись Clk ndash тактовые импульсы D ndash входные данные Q ndash выходные данные

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 2: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

2

Тема ldquoМоделирование цифровых устройств средствами программы Electronics Workbenchrdquo

Упражнение 1

Заполнить таблицу истинности для логических схем представленных на Рис1

A B C D ldquoИrdquo ldquoИЛИrdquo ldquoИ-НЕrdquo ldquoИЛИ-НЕrdquo 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0

Рис 1

15 1 1 1 1

Упражнение 2 Заполнить таблицу истинности и записать в аналитической форме

выражение для выходной переменной схемы ldquoИсключающее ИЛИrdquo (Рис 2)

A B AoplusB 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 2

Булево выражение AoplusB =

Упражнение 3

Доказать эквивалентность схем ldquoИсключающее ИЛИrdquo и ldquo=1rdquo (Рис 3)

A B Aoplus B Х 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 3

Вывод

3

Упражнение 4 Заполнить таблицу истинности и определить смысл выходных

переменные X и У (Рис 4)

A B Х У 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 4

Вывод Х- У-

Упражнение 5

Доказать эквивалентность схем ldquoZrdquo и ldquosumrdquo (Рис 3)

Z sum A B С П Х У

0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 5

Вывод

Упражнение 6

Собрать схему двоичного восьмиразрядного сумматора и выполнить сложение чисел А2 и В2 Варианты чисел приведены в Приложении 1 В качестве источника числа А2 использовать Word Generator а число В2 задавать с помощью источников напряжения постоянного тока (рис 6)

Рис 6 Сумматор

Результат сложения S2 анализировать с помощью прибора Logic Analyzer Для проверки правильности собранной схемы выполнить сложение А и В вручную А2 = + В2 = S2 = Не меняя схемы выполнить сложение увеличенного вдвое числа А и прежнего числа В и сравнить сумму с результатом полученным ниже 2А2 = + В2 = S2 =

4

Упражнение 7 Собрать схему дешифратора из двоичного кода в восьмеричный код

используя логические схемы ldquo И rdquo (рис7) и заполнить таблицу истинности

Рис 7 Дешифратор из 2-го кода в 8-ый

Записать булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= X1= X2= X3= X4= X5= X6= X7=

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 8

Собрать схему дешифратора из двоичного в восьмеричный код используя схемы ldquo ИЛИ-НЕ rdquo (рис8) и заполнить таблицу истинности

Рис 8

Булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= (A+B+C)rsquo X1= (A+B+Crsquo)rsquo X2= (A+Brsquo+C)rsquo X3= (A+Brsquo+Crsquo)rsquo X4= (Arsquo+B+C)rsquo X5= (Arsquo+B+Crsquo)rsquo X6= (Arsquo+Brsquo+C)rsquo X7= (Arsquo+Brsquo+Crsquo)rsquo Примечание rsquo ndash знак инвертирования

5

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 9

Собрать схему шестиразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис9) и зарисовать временные диаграммы (рис 10) поясняющие принцип его работы На первом этапе счет производить с нуля на втором - со стартового числа D=А записываемого в нулевом такте

Рис 9 Двоичный счетчик

Рис 10 Временные диаграммы двоичного счетчика

6

Упражнение 10 Собрать схему универсального сдвигового регистра на JK-триггерах

(рис11) и зарисовать временные диаграммы поясняющие принцип его работы в качестве последовательно-параллельного регистра (рис 12) и в качестве параллельно-последовательного регистра (рис 13) Преобразования выполнить с числом D=А Числа А приведены в Приложении 1

Рис 11 Универсальный сдвиговый регистр

Рис 12 Временные диаграммы последовательно-параллельного сдвигового

регистра Для ввода данных в параллельном коде использовать источник напряжения постоянного тока и заземление Примечание на временных диаграммах R означает сброс S ndash запись Clk ndash тактовые импульсы D ndash входные данные Q ndash выходные данные

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 3: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

3

Упражнение 4 Заполнить таблицу истинности и определить смысл выходных

переменные X и У (Рис 4)

A B Х У 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 4

Вывод Х- У-

Упражнение 5

Доказать эквивалентность схем ldquoZrdquo и ldquosumrdquo (Рис 3)

Z sum A B С П Х У

0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Рис 5

Вывод

Упражнение 6

Собрать схему двоичного восьмиразрядного сумматора и выполнить сложение чисел А2 и В2 Варианты чисел приведены в Приложении 1 В качестве источника числа А2 использовать Word Generator а число В2 задавать с помощью источников напряжения постоянного тока (рис 6)

Рис 6 Сумматор

Результат сложения S2 анализировать с помощью прибора Logic Analyzer Для проверки правильности собранной схемы выполнить сложение А и В вручную А2 = + В2 = S2 = Не меняя схемы выполнить сложение увеличенного вдвое числа А и прежнего числа В и сравнить сумму с результатом полученным ниже 2А2 = + В2 = S2 =

4

Упражнение 7 Собрать схему дешифратора из двоичного кода в восьмеричный код

используя логические схемы ldquo И rdquo (рис7) и заполнить таблицу истинности

Рис 7 Дешифратор из 2-го кода в 8-ый

Записать булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= X1= X2= X3= X4= X5= X6= X7=

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 8

Собрать схему дешифратора из двоичного в восьмеричный код используя схемы ldquo ИЛИ-НЕ rdquo (рис8) и заполнить таблицу истинности

Рис 8

Булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= (A+B+C)rsquo X1= (A+B+Crsquo)rsquo X2= (A+Brsquo+C)rsquo X3= (A+Brsquo+Crsquo)rsquo X4= (Arsquo+B+C)rsquo X5= (Arsquo+B+Crsquo)rsquo X6= (Arsquo+Brsquo+C)rsquo X7= (Arsquo+Brsquo+Crsquo)rsquo Примечание rsquo ndash знак инвертирования

5

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 9

Собрать схему шестиразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис9) и зарисовать временные диаграммы (рис 10) поясняющие принцип его работы На первом этапе счет производить с нуля на втором - со стартового числа D=А записываемого в нулевом такте

Рис 9 Двоичный счетчик

Рис 10 Временные диаграммы двоичного счетчика

6

Упражнение 10 Собрать схему универсального сдвигового регистра на JK-триггерах

(рис11) и зарисовать временные диаграммы поясняющие принцип его работы в качестве последовательно-параллельного регистра (рис 12) и в качестве параллельно-последовательного регистра (рис 13) Преобразования выполнить с числом D=А Числа А приведены в Приложении 1

Рис 11 Универсальный сдвиговый регистр

Рис 12 Временные диаграммы последовательно-параллельного сдвигового

регистра Для ввода данных в параллельном коде использовать источник напряжения постоянного тока и заземление Примечание на временных диаграммах R означает сброс S ndash запись Clk ndash тактовые импульсы D ndash входные данные Q ndash выходные данные

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 4: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

4

Упражнение 7 Собрать схему дешифратора из двоичного кода в восьмеричный код

используя логические схемы ldquo И rdquo (рис7) и заполнить таблицу истинности

Рис 7 Дешифратор из 2-го кода в 8-ый

Записать булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= X1= X2= X3= X4= X5= X6= X7=

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 8

Собрать схему дешифратора из двоичного в восьмеричный код используя схемы ldquo ИЛИ-НЕ rdquo (рис8) и заполнить таблицу истинности

Рис 8

Булево выражение для каждого выхода дешифратора X0= (A+B+C)rsquo X1= (A+B+Crsquo)rsquo X2= (A+Brsquo+C)rsquo X3= (A+Brsquo+Crsquo)rsquo X4= (Arsquo+B+C)rsquo X5= (Arsquo+B+Crsquo)rsquo X6= (Arsquo+Brsquo+C)rsquo X7= (Arsquo+Brsquo+Crsquo)rsquo Примечание rsquo ndash знак инвертирования

5

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 9

Собрать схему шестиразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис9) и зарисовать временные диаграммы (рис 10) поясняющие принцип его работы На первом этапе счет производить с нуля на втором - со стартового числа D=А записываемого в нулевом такте

Рис 9 Двоичный счетчик

Рис 10 Временные диаграммы двоичного счетчика

6

Упражнение 10 Собрать схему универсального сдвигового регистра на JK-триггерах

(рис11) и зарисовать временные диаграммы поясняющие принцип его работы в качестве последовательно-параллельного регистра (рис 12) и в качестве параллельно-последовательного регистра (рис 13) Преобразования выполнить с числом D=А Числа А приведены в Приложении 1

Рис 11 Универсальный сдвиговый регистр

Рис 12 Временные диаграммы последовательно-параллельного сдвигового

регистра Для ввода данных в параллельном коде использовать источник напряжения постоянного тока и заземление Примечание на временных диаграммах R означает сброс S ndash запись Clk ndash тактовые импульсы D ndash входные данные Q ndash выходные данные

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 5: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

5

ост A B C X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Упражнение 9

Собрать схему шестиразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис9) и зарисовать временные диаграммы (рис 10) поясняющие принцип его работы На первом этапе счет производить с нуля на втором - со стартового числа D=А записываемого в нулевом такте

Рис 9 Двоичный счетчик

Рис 10 Временные диаграммы двоичного счетчика

6

Упражнение 10 Собрать схему универсального сдвигового регистра на JK-триггерах

(рис11) и зарисовать временные диаграммы поясняющие принцип его работы в качестве последовательно-параллельного регистра (рис 12) и в качестве параллельно-последовательного регистра (рис 13) Преобразования выполнить с числом D=А Числа А приведены в Приложении 1

Рис 11 Универсальный сдвиговый регистр

Рис 12 Временные диаграммы последовательно-параллельного сдвигового

регистра Для ввода данных в параллельном коде использовать источник напряжения постоянного тока и заземление Примечание на временных диаграммах R означает сброс S ndash запись Clk ndash тактовые импульсы D ndash входные данные Q ndash выходные данные

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 6: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

6

Упражнение 10 Собрать схему универсального сдвигового регистра на JK-триггерах

(рис11) и зарисовать временные диаграммы поясняющие принцип его работы в качестве последовательно-параллельного регистра (рис 12) и в качестве параллельно-последовательного регистра (рис 13) Преобразования выполнить с числом D=А Числа А приведены в Приложении 1

Рис 11 Универсальный сдвиговый регистр

Рис 12 Временные диаграммы последовательно-параллельного сдвигового

регистра Для ввода данных в параллельном коде использовать источник напряжения постоянного тока и заземление Примечание на временных диаграммах R означает сброс S ndash запись Clk ndash тактовые импульсы D ndash входные данные Q ndash выходные данные

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 7: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

7

Рис 13 Временные диаграммы параллельно-последовательного

сдвигового регистра

Упражнение 11 Синтезировать схему цифрового устройства с помощью Logic Converter

(рис14) Варианты заданий приведены в Приложении 2

Рис 14 Логический конвертор

Здесь записать минимизированное булево выражение синтезируемого

устройства

Упражнение выполнить в следующей последовательности 1 В колонке ldquoOUTrdquo логического конвертора установить значение

ldquoИСТИНАrdquo для соответствующих заданию минтермов 2 Получить аналитическую форму описания синтезируемого устройства 3 Минимизировать полученное булево выражение 4 Синтезировать логическую схему устройства 5 Решить обратную задачу ndash определить таблицу истинности и булево

выражения для синтезированного устройства подключив его к конвертору

Примечание все этапы выполняются с помощью логического конвертора

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 8: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

8

Тема ldquoМоделирование аналоговых устройств средствами программ Electronics Workbench MicroCAP V PSpice 51 и OrCAD 91rdquo

ЗАДАНИЕ Выполнить анализ усилителей напряжения на биполярном и полевом транзисторах средствами программ Electronics Workbench MicroCAP PSpice и OrCAD При моделировании максимально использовать возможности программ Сравнить как полученные с помощью указанных программ результаты моделирования так и собственно программы моделирования Сформулировать рекомендации по применению перечисленных систем Исходные данные для выполнения лабораторных работ приведены в приложениях 3 и 4 а схемы усилителей минимальные требования к содержанию работ и отчетов в приложениях 5 и 6 В перечень обязательных проектных процедур входят

Настройка усилителя по постоянному току (рабочая точка) Частотный анализ Переходный анализ В перечень рекомендуемых проектных процедур входят

Температурный анализ Анализ гармоник Анализ шумов Анализ чувствительности Статистический анализ (Monte Carlo) Анализ наихудшего случая

Приложение 1

варианта A10 B10 варианта A10 B10 1 24 46 19 23 45 2 25 45 20 44 66 3 26 48 21 45 67 4 27 35 22 46 68 5 28 36 23 47 69 6 29 37 24 48 70 7 30 38 25 49 71 8 31 39 26 50 72 9 33 40 27 51 73 10 34 41 28 52 74 11 35 42 29 53 75 12 36 43 30 54 76 13 37 44 31 55 77 14 38 45 32 56 78 15 39 46 33 58 79 16 40 47 34 59 80 17 41 48 35 60 81 18 42 49 36 61 82

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 9: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

9

Приложение 2

варианта

Логическая функция цифрового устройства в ДСНФ

1 M0+M1+M4+M5+M8+M9+M12+M13 2 M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 3 M1+M3+M5+M7+M9+M11+M13+M15 4 M0+M2+M4+M6+M8+M10+M12+M14 5 M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11 6 M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15 7 M0+M1+M2+M3+M8+M9+M10+M11 8 M0+M1+M2+M3+M12+M13+M14+M15 9 M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19

10 M16+M17+M18+M19+ M20+M21+M22+M23 11 M20+M21+M22+M23+M24+M25+M26+M27 12 M24+M25+M26+M27+M28+M29+M30+M31 13 M28+M29+M30+M31+M32+M33+M34+M35 14 M32+M33+M34+M35+M36+M37+M38+M39 15 M36+M37+M38+M39+M40+M41+M42+M43 16 M40+M41+M42+M43+M44+M45+M46+M47 17 M44+M45+M46+M47+M48+M49+M50+M51 18 M48+M49+M50+M51+M52+M53+M54+M55 19 M52+M53+M54+M55+M56+M57+M58+M59 20 M56+M57+M58+M59+M60+M61+M62+M63 21 M60+M61+M62+M63+M64+M65+M66+M67 22 M64+M65+M66+M67+M68+M69+M70+M71 23 M68+M69+M70+M71+M72+M73+M74+M75 24 M72+M73+M74+M75+M76+M77+M78+M79 25 M76+M77+M78+M79+M80+M81+M82+M83 26 M80+M81+M82+M83+M84+M85+M86+M87 27 M84+M85+M86+M87+M88+M89+M90+M91 28 M88+M89+M90+M91+M92+M93+M94+M95 29 M92+M93+M94+M95+M96+M97+M98+M99 30 M96+M97+M98+M99+M100+M101+M102+M103 31 M100+M101+M102+M103+M104+M105+M106+M107 32 M104+M105+M106+M107+M108+M109+M110+M111 33 M108+M109+M110+M111+M112+M113+M114+M115 34 M112+M113+M114+M115+M116+M117+M118+M119 35 M116+M117+M118+M119+M120+M121+M122+M123 36 M120+M121+M122+M123+M124+M125+M126+M127

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 10: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

10

Приложение 3 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

биполярном транзистореrdquo Rg

Ом Rк кОм

Rn КОм

Сn нФ

С1 мкФ

С2 мкФ

rб Ом

cэ пФ

ск пФ

β (h21э)

1 50 15 12 18 22 022 10 50 5 50 2 60 2 2 2 25 025 20 65 10 60 3 70 15 2 22 30 033 30 70 15 70 4 80 15 15 1 35 035 40 85 20 80 5 90 2 2 12 40 04 50 90 25 90 6 100 2 15 05 50 05 55 100 30 100 7 50 21 21 21 55 001 60 110 35 105 8 60 1 1 1 60 002 70 50 5 110 9 70 24 21 24 65 003 80 65 10 115 10 80 12 15 2 70 004 90 70 15 120 11 90 13 13 1 80 005 100 85 20 130 12 100 14 14 12 90 006 110 90 25 140 13 50 15 08 22 100 007 120 100 30 150 14 60 075 2 2 22 022 10 110 35 160 15 70 2 21 13 25 025 20 50 5 170 16 80 26 3 1 30 033 30 65 10 50 17 90 18 18 18 35 035 40 70 15 180 18 100 22 22 22 40 04 50 85 20 190 19 50 18 16 1 50 05 55 90 25 200 20 60 12 16 22 55 001 60 100 30 210 21 70 18 15 1 60 002 70 110 35 220 22 80 2 2 2 65 003 80 50 5 300 23 90 18 22 1 70 004 90 65 10 60 24 100 22 16 12 80 005 100 70 15 130 25 50 18 15 05 90 006 110 85 20 140 26 60 2 15 22 100 007 120 90 25 50 27 70 22 075 22 22 022 10 100 30 150 28 80 1 2 2 25 025 20 110 35 90 29 90 18 22 33 30 033 30 65 10 160 30 100 075 075 05 35 035 40 70 15 270 31 50 082 082 082 40 04 50 85 20 280 32 50 091 091 092 50 05 55 90 25 290 33 70 21 22 22 55 001 60 100 30 100 34 80 33 26 2 60 002 70 110 35 110 35 90 31 25 18 65 03 45 115 37 100 36 100 20 20 20 50 005 50 120 40 120

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 11: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

11

Приложение 4 Исходные данные для работы ldquoИсследование усилителя напряжения на

полевом транзисторе с управляющим p-n-переходомrdquo Rг

Ом Rс кОм

Rн кОм

Сн пФ

С1 мкФ

С2 мкФ

VTO B

Cgs пФ

Cgd пФ

β

1 500 15 12 180 22 022 -6 15 5 0005 2 600 20 20 200 25 025 -55 165 10 0006 3 700 15 20 220 30 033 -3 17 15 0007 4 800 15 15 100 35 035 -4 185 20 0006 5 900 20 20 120 40 04 -5 29 25 0004 6 1000 20 15 150 50 05 -55 20 30 0005 7 500 21 21 210 55 01 -6 21 35 0006 8 600 10 10 100 60 02 -7 25 5 0007 9 700 24 21 240 65 03 -4 165 10 0007 10 800 12 15 200 70 04 -3 27 15 0006 11 900 13 13 100 80 05 -45 285 20 0005 12 1000 14 14 120 90 06 -35 29 25 0005 13 500 15 18 220 100 07 -6 30 30 0006 14 600 175 20 250 22 022 -54 40 35 0007 15 700 20 21 130 25 025 -59 5 5 0005 16 800 26 30 100 30 033 -58 16 10 0006 17 900 18 18 180 35 035 -57 17 15 0003 18 1000 22 22 220 40 04 -56 18 20 0004 19 500 18 16 100 50 05 -55 19 25 0005 20 600 12 16 220 55 01 -6 20 30 0006 21 700 18 15 100 60 02 -7 30 35 0004 22 800 20 20 200 65 03 -53 50 5 0005 23 900 18 22 100 70 04 -52 65 10 0006 24 1000 22 16 120 80 05 -51 25 15 0007 25 500 18 15 50 90 06 -5 35 20 0004 26 600 20 15 220 100 07 -49 30 25 0005 27 700 22 17 220 22 022 -48 35 30 0004 28 800 10 20 200 25 025 -47 36 35 0005 29 900 18 22 300 30 033 -46 37 10 0004 30 1000 17 17 50 35 035 -45 30 15 0005 31 500 18 18 82 40 04 -44 25 20 0006 32 500 19 19 92 50 05 -43 30 25 0004 33 700 21 22 220 55 01 -42 35 30 0003 34 800 33 26 200 60 02 -41 41 35 0002 35 900 18 20 100 70 05 -49 36 15 0006 36 1000 20 22 120 80 06 -48 37 20 0007

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 12: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

12

Приложение 5

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Выполнил студент гр ______ __________

Преподаватель __________

Екатеринбург 2002

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 13: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

13

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EK = 9 В входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rg Ом Сопротивление коллекторной нагрузки Rк кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rn кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сn нФ

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э (β)

Объемное омическое сопротивление базы транзистора Ом

Емкость эмиттерного перехода пФ

Параметры транзистора VT1

Емкость коллекторного перехода пФ 4 Расчет сопротивления Rb задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока коллектора Iк Iк = Ек (2Rк )= ______

б) расчет тока базы Iб Iб = Iк h21э = ______

в) расчет сопротивления Rb Rb = (Ек - Uбэ) Iб = ______

Рис1 Входная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 14: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

14

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах а) расчет крутизны транзистора

S = (Iк + Iб )φt = ________(AB) где φt=26 мВ - температурный потенциал б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

Rэк= (1Rк + 1Rn)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

Kvmax = SRэк = __________ 6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных

характеристик 7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток коллектора Iк мА Ток базы Iб мкА Напряжение Uкэ В Напряжение Uбэ В Напряжение Uкб В Сопротивление резистора Rb кОм 8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения

Табл 3 f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 15: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

15

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц 9 Исследование переходной характеристики усилителя

а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 16: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

16

Приложение 6

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

О Т Ч Е Т Лабораторная работа по дисциплине

ldquoОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСrdquo

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с управляющим p-n-переходом

Выполнил студент гр______ ___________

Преподаватель ___________

Екатеринбург 2002

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 17: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

17

1 Цель работы ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Исходные данные

напряжение источника питания EС = 30 В сопротивление в цепи затвора Rз = 5 МОм входное напряжение (действующее значение) UВХ = 1мВ

3 Параметры элементов усилителя (вариант ___)

Табл 1 Параметры Значение

Сопротивление источника входного напряжения Rг Ом Сопротивление стоковой нагрузки Rс кОм Сопротивление нагрузки усилителя Rн кОм Емкость разделительного конденсатора С1 мкФ Емкость разделительного конденсатора С2 мкФ Емкость нагрузки усилителя Сн нФ

Коэффициент крутизны (β) АВ2 Напряжение отсечки (VTO) В Емкость перехода затвор-исток (Cgs) пФ

Параметры транзистора VT1 Емкость перехода затвор-сток (Cgd) пФ

4 Расчет напряжения смещения ЕСМ задающего режим работы транзистора по постоянному току (рабочую точку)

а) расчет тока стока IС IС = ЕС (2RС )= ______

б) расчет напряжения смещения ЕСМ ЕСМ = ABS(VTO) - 2IC β = _______

Рис1 Проходная ВАХ Рис 2 Выходные ВАХ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 18: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

18

5 Расчет коэффициента усиления по напряжению на средних частотах

а) определение крутизны транзистора S =2 β (Uзи-VTO) = ________(AB)

где Ic1 - ток стока измеренный при Uзи1

Ic2 - ток стока измеренный при Uзи2 б) расчет эквивалентного сопротивления нагрузки

RЭК= (1RС+ 1RН)-1 =__________ (Ом) в) расчет максимального коэффициента усиления по напряжению

KVMAX = SRЭК = __________

6 Схема моделирования усилителя напряжения

Рис 3 Схема измерения режима работы по постоянному току

(рабочей точки)

Рис4 Схема исследования временных и частотных характеристик

7 Результаты измерения положения рабочей точки

Табл 2 Значение Параметр рабочей точки

Расчетное Полученное Ток стока IС мА Ток затвора IЗ мкА Напряжение UСИ В Напряжение UЗИ В Напряжение UЗС В

8 Измерение частотной характеристики усилителя напряжения Табл 3

f Гц 101 102 103 104 105 106 107 108 Uвых мВ Kv=UвыхUвх

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 19: Тетрадь для практических и лабораторных работ по дисциплине ''Автоматизация проектирования РЭУ

19

Рис 5 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Максимальный коэффициент усиления Kvmax=______ Нижняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ Гц Верхняя граничная частота по уровню 0707 от Kvmax=______ кГц

9 Исследование переходной характеристики усилителя а) осциллограмма Uвых на низкой частоте

Рис 6

Время спада выходного напряжения tc =____ мс б) осциллограмма Uвых на высокой частоте

Рис 7

Время установления выходного напряжения tу =____ мкс 10 Выводы по работе _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________