Для кількісного аналізу спектрального складу сигналів і визначення коефіцієнта нелінійних спотворень необхідно використовувати пакет FOURIER. Як зразок, проведемо аналіз спектру вхідного і вихідного сигналів досліджуваного каскаду. Результати цього аналізу наведені в таблицях.2 і 3. йналіз проведений по 8 гармоніках і показує, що коефіцієнт нелінійних спотворень вхідного сигналу (вузол б) складає 0.0089Х, а вихідного (вузол 5) -3.048%. Результати у цьому випадку можуть бути подані як у табличній формі, так і у графічній, рис.7 і 8 При використанні пакета FOURIER слід мати на увазі, що час моделювання (SIМULАTION TIМE) повиннен точно відповідати тривалості одного періоду сигналу. У протилежному випадку будуть отримані спотворені результати.
Таблиця 2
Spectrum Software Micro-Cap II
Date 06-18-1996 Time 15;57:ЗЄ
Fourier coefficients of waveform #1
| Hаг # | % | Magnitude (Volts) | Angle (Degrees) | Cosine Term | Sine Term |
| 0.092785 100.000000 0.006087 | 0.000272 0.292936 0.000018 | 180.000000 91.340736 95.110344 | -0.000272 -0.006854 -0.000002 | 0.000000 -0.292855 -0.000018 | |
| 0.004111 0.003090 0.002470 | 0.000012 0.000009 0.000007 | 94.459129 94.318489 94.577225 | -0.000001 -0.000001 -0.000001 | -0.000012 -0.000009 -0.000007 | |
| 0.002058 0.001767 0.001548 | 0.000006 0.000005 0.000005 | 95.096367 95.644432 96.177063 | -0.000001 -0.000001 -0.000000 | -0.000006 -0.000005 -0.000005 |
Fourier statistics
Total harmonic distortion(%).......................................................................... 0.008908
Ddd harmonic distrotion(%)......................................................................... 0.005111
Even harmonic distortion (%)......................................................................... 0.007296
Sum of harmonics 2...N.................................................................... 0.000062
Sum of harmonics ^2.. 2...N …………………………............................. 0.000000
Square root of sum of harmonicsy^2 2…N................................................... 0.000026
Sum of odd harmonics 3...N …………………………............................. 0.000024
Sum of odd harmonics^2 3...N..................................................................... 0.000000
Sumof even harmonics 2...N …………………………............................ 0.000037
Sumof even harmonics^2 2...N …………………………............................ 0.000000
Average AC power of waveform into a 1 ohm load(Watts)………………..... 0.146468
qverage ftC power of waveform into a 50 ohm load(wattsi............................. 0.002929
Average AC power of waveform into a 600 ohm load(watts)..........................0.000244
Average AC power of odd harmonics into a 1 ohm load(watts)……………. 0.000007
Average AС power of even harmonics into a 1 ohm load(Watts)………….... 0.000011
Таблиця 3
Spectrum Software Micro-Cap II
Date 06-18-1996 Time 15:45:25
Fourier coefficients of waveform #0
| Наr # | % | Magnitude (volts) | Angle (Degrees) | Cosine Term | Sine Term |
| 12.352211 100.000000 2.095744 | 0.034038 0.275566 0.005775 | 0.000000 102.644608 0.000000 | 0.034038 -0.060322 0.000610 | 0.000000 -.268882 0.005743 | |
| 1.399797 1.050649 0.840957 | 0.003857 0.002895 0.002317 | 0.000000 0.000000 0.000000 | 0.000351 0.000259 0.000217 | 0.003841 0.002884 0.002307 | |
| 0.701108 0.601201 0.526278 | 0.001932 0.001657 0.001450 | 0.000000 0.000000 0.000000 | 0.000194 0.000180 0.000171 | 0.001922 0.001647 0.001440 |
Fourier statistics
Total harmonic distortion(%).......................................................................... 3.048378
Ddd harmonic distrotion(%)......................................................................... 1.740139
Even harmonic distortion (%)......................................................................... 2.502904
Sum of harmonics 2...N.................................................................... 0.019884
Sum of harmonics ^2.. 2...N ……………………………..........................0.000071
Square root of sum of harmonicsy^2 2…N................................................... 0.008400
Sum of odd harmonics 3...N …………………………............................. 0.007831
Sum of odd harmonics^2 3...N..................................................................... 0.000023
Sumof even harmonics 2...N …………………………............................ 0.012053
Sumof even harmonics^2 2...N …………………………............................ 0.000048
Average AC power of waveform into a 1 ohm load(Watts)………………..... 0.137847
qverage ftC power of waveform into a 50 ohm load(wattsi............................. 0.002757
Average AC power of waveform into a 600 ohm load(watts)......................... 0.000230
Average AC power of odd harmonics into a 1 ohm load(watts)……………. 0.002398
Average AС power of even harmonics into a 1 ohm load(Watts)…………….0.003449
Рисунок 7
Рисунок 8
2. Контрольні запитання та завдання до практичних занять
2.1.Які обмеження має система Micro-Gap II?
2.2.Як скласти схему пристрою, що аналізується?
2.3.Як працювати з бібліотекою компонентів?
2.4.Як вивести на принтер схему і перелік елементів?
2.5.Які задачі можуть бути розв'язані за допомогою пакетів системи?
2.6.Проаналізуйте параметри моделей уніполярного і біполярного транзисторів, за допомогою пакета DC визначить форму їх характеристик та бажане положення робочої точки у підсилювальному каскаді.
2.7.Проведіть розрахунок підсилювального каскаду на уніполярному транзисторі та отримайте карту напруг, що відповідає режиму нормального функціонування.
2.8.Проведіть розрахунок каскаду на біполярному транзисторі 1 отримайте необхідну карту напруг,
2.9.Дослідіть підсилювальні і частотні властивості розроблених підсилювальних каскадів. Шляхом корекції їх номіналів спробуйте досягнути кращих показників.
2.10.За допомогою пакетів TRАNSIENT і FOURIER визначить рівні нелінійних спотворень у розроблених каскадах в режимах "малого" та "великого" сигналів. Зафіксуйте рівні сигналів, що відповідають вказаним режимам.
2.11.За допомогою пакета АC дослідіть схему підсилювача-коректора, підсилювача запису (відтворення) магнітофона. Зробіть висновки про відповідність отриманих характеристик вимогам стандартів.
2.12.Дослідіть схему багатосмугового регулятора тембру (еквалайзера). Визначить його основні показники.
2.13.Дослідіть характеристики активних фільтрів (Бесселя. Баттерворта, Чебишева, Кауера). Зробіть висновки щодо відповідності отриманих результатів вимогам до цих фільтрів.
