Разработка и анализ принципиальной электрической схемы с использованием пакета автоматизированного проектирования

 

Рисунок 25 – График статических характеристик

 

Рисунок 26 -  Статическая выходная характеристика транзистора –

зависимость тока Iс от напряжения смещения Vсе

Построим график статической проходной характеристики транзистора – зависимость тока коллектора от смещения база-эмиттер (рисунок 28).

 

Рисунок 27 – Задание параметров для построения статической характеристики

 

Рисунок 28 - Статическая проходная характеристика транзистора –

зависимость тока Iс от смещения Vbе

 

 

 

 

3.4 Статистический анализ участка схемы по методу Монте-Карло

 

Для проведения данного анализа укажем значение разброса параметров компонентов для  транзистора  во вкладке Text с помощью ключевых слов LOT и DEV: .MODEL R3 RES (R=2.7k LOT=10 %).

В диалоговом окне Monte Carlo Options зададим основные параметры: количество статистических испытаний – 100, характер закона распределения случайных параметров – Гауссово, функция для расчета по Монте-Карло. Данное окно представим на рисунке 29.

 

Рисунок 29 – Окно опций анализа Монте-Карло

 

Получим семейство графиков, которые  отражают реализацию переходного процесса при случайном разбросе параметра. Представим семейство кривых на рисунке 30.

Рисунок 30 - Переходные процессы

 

Из графика на рисунке 30 можно увидеть, что разброс параметров оказывает значительное влияние на переходные процессы. Статическая обработка результатов моделирования производится по команде Monte Carlo – Добавить гистограмму. Полученная гистограмма представлена на рисунке 31.

 

Рисунок 31 - Гистограмма статистического расчета переходного процесса при случайном разбросе параметра

Анализирую  данную гистограмму, можно определить что наибольший разброс значений параметра R3 приходится на диапазон 397.500р – 405.000p. Наиболее редко  значения встречаются в промежутке 442.500p-457.500p. Частота появления значений в этом диапазоне максимальна и равна 26.

Результаты  статистической обработки заносятся  также в текстовый файл после  выбора подкоманды Monte Carlo/Statistics. Покажем результаты статистической обработки ниже.

 

MC-8 GUAP Edition

 

Monte Carlo Анализ of ЦЕПЬ 272222 моя

50 Runs

 

Summary

Peak_Y(v(8),1,1)

Низкий =379.185p Средний =405.842p Высокий =440.356p Стандартное отклонение =13.036p

 

Статистика  индивидуального выполнения

 

1  404.361p

2  398.145p

3  404.187p

4  400.082p

5  428.453p

6  429.351p

7  396.200p

8  409.367p

9  406.440p

10 387.781p

11 414.227p

12 424.016p

13 383.688p

14 413.123p

15 396.909p

16 406.094p

17 412.358p

18 420.530p

19 403.491p

20 398.410p

21 404.534p

22 405.402p

23 410.566p

24 383.139p

25 409.882p

26 396.555p

27 402.881p

28 394.512p

29 417.517p

30 424.759p

31 384.510p

32 394.601p

33 401.484p

34 440.356p

35 412.698p

36 421.114p

37 379.185p

38 407.820p

39 390.307p

40 404.795p

41 410.823p

42 418.356p

43 414.819p

44 398.498p

45 396.909p

46 403.230p

47 409.110p

48 426.323p

49 404.968p

50 385.239p

 

 

3.5 Расчет чувствительностей по постоянному току участка схемы

 

 На заключительном этапе  произведем расчет чувствительности. Для начала получим линеаризацию схемы в окрестности рабочей точки. При этом будет вычисляться чувствительность одной  выходной переменной – напряжения V(R1) к изменению выбранных параметров схемы.

Данное окно изобразим на рисунке 32.

 

Рисунок 32 - Диалоговое окно анализа чувствительности

 

Результаты расчета чувствительности режима по по постоянному току заносятся в текстовый файл с расширением .sen. Покажем его на рисунке  33.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 34 -  Вывод результатов расчета  чувствительностей в текстовом  виде

 

Результаты  расчета чувствительности после  помещаются в графу Sensitivity. В графе Sensitivity (%/%) помещается значение приращения выходной переменной в процентах, разделенное на изменение входного параметра в процентах.

По анализу  чувствительности можно сделать вывод, что большинство элементов являются чувствительными.

 

 

 

Заключение

 

В результате выполнения курсового проекта было проведено исследование  электрической принципиальной схемы с помощью программы MicroCap 8.

Для построения схемы был смоделирован транзистор BFX95. Так же были найдены аналоги зарубежных диодов. После построения схемы проведен анализ переходных и частотных характеристик для всей схемы. Далее из схемы был выделен участок, с которым были проделаны перечисленные выше анализы. Проанализирован режим работы транзистора по постоянному току, проведен анализ Монте-Карло и анализ чувствительности.

 Выводы всех анализов были приведены выше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1 Хейл, Бернард Ван. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа MicroCap и ее применение. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 736 с.

2 Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/В.Л. Аронов А.В, Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. Ред. Н.Н. Горюнова.-2 изд; перераб. – М.:Энергоатомиздат, 1986.-904с.,ил.

3 Гусев В.Г., Гусев Ю.М. «Электроника и микропроцессорная техника».-  М.: 2005. – 789 с.

4. Разработка и анализ принципиальной электрической схемы с использованием пакета автоматизированного проектирования: методическое руководство к выполнению курсового проекта по курсу «Основы САПР»/ВГТУ; сост. О.В. Родионов, Е.Н. Коровин, Е.И. Новикова. Воронеж, 2006. 21 с.

5 http://tranzistor.kolossale.ru/

6 http://paratran.com/