Институт цветных металлов и золота СФУ (стр. 3 )

Номер варианта	Схема проектируемого фильтра
ФНЧ (Low-Pass)	ФВЧ (High-Pass)	ФПП (Bandpass)	ФПЗ (Notch)
1	Sallen-Key	MFB	Sallen-Key	Sallen-Key
2	Fleischer-Tow	KHN	MFB	Fleischer-Tow
3	Tow – Thomas 2	Sallen-Key	KHN	KHN
4	Tow-Thomas	Fleischer-Tow	Fleischer-Tow	Tow – Thomas
5	KHN	MFB	Tow – Thomas 2	Fleischer-Tow
6	Sallen-Key	KHN	Acker– Mossberg	Tow – Thomas 2
7	Fleischer-Tow	Tow – Thomas 2	DABP	Tow – Thomas
8	Acker – Mossberg	Sallen-Key	Fleischer-Tow	KHN
9	MFB	KHN	Sallen-Key	Sallen-Key
10	Tow – Thomas 2	MFB	Sallen-Key	Fleischer-Tow
11	Sallen-Key	Fleischer-Tow	DABP	Acker– Mossberg
12	MFB	Tow – Thomas 2	Sallen-Key	Tow – Thomas
13	KHN	Sallen-Key	Tow – Thomas 2	Fleischer-Tow
14	Sallen-Key	MFB	Acker– Mossberg	Tow – Thomas 2
15	Fleischer-Tow	Sallen-Key	Fleischer-Tow	KHN
16	Acker – Mossberg	Fleischer-Tow	Sallen-Key	Acker– Mossberg
17	Tow-Thomas	MFB	Fleischer-Tow	Sallen-Key
18	Sallen-Key	KHN	MFB	Tow – Thomas 2
19	Fleischer-Tow	Sallen-Key	DABP	Tow – Thomas
20	MFB	Tow – Thomas 2	Sallen-Key	KHN
21	KHN	MFB	Tow – Thomas 2	Fleischer-Tow
22	Tow – Thomas 2	KHN	MFB	Tow – Thomas 2
23	Sallen-Key	Fleischer-Tow	KHN	Acker– Mossberg
24	Acker – Mossberg	Tow – Thomas 2	Fleischer-Tow	KHN
25	MFB	Sallen-Key	Tow – Thomas 2	Fleischer-Tow

5.  После создания фильтра его следует сохранить как схему (рис. 10) и построить частотные характеристики – АЧХ и ФЧХ фильтра. Для этого сразу после создания схемы фильтра следует через меню Analysis, AC … или нажатием клавиш Alt+2 войти в окно задания параметров и области построения частотных характеристик (рис. 11).

6.  В графе Frequency Range установить значения 20000,100 , в графе Р (Picture – рисунок) указать номера графиков 1 и 2, в графе X Expression указать параметр – частоту f, в графе Y Expression указать характеристики – АФХ DB(V(OUT)) и ФЧХ PH(V(OUT)), в графе X Range во всех включенных в колонке Р строках задать диапазон частот для моделирования – 20000,100, в графе Y Range указать соответствующие диапазоны изменения амплитуды в dB и фазы в градусах. После этого начать моделирование работы схемы нажатием на кнопку Run. При необходимости измените параметры моделирования.

Рис. 10. Сохранение результатов проектирования фильтра

7.  Скопируйте схему фильтра и результаты частотного анализа в отчет в формате Word. Для копирования схем и графиков используйте опцию меню Edit > Copy to Clipboard > Copy the Visible Portion of Window in BMP Format.

Рис. 11

Е1

Рис. 12

8.  Для исследования характеристик созданного фильтра во временной области удалите в схеме фильтра источник сигнала Step (рис. 11) и выберите через меню Component > Analog Primitives > Function Sources > NFV источник сигнала напряжения NF, задаваемого в виде функции (рис. 12).

9.  Щелкнув дважды мышью по значку источник сигнала напряжения NF, откройте окно задания функции различных частотных составляющих сигнала, выберите опцию Expand (рис. 13) и введите выражение для Вашего сигнала, скопировав его из табл. М.1.

10.  Далее следует через меню Analysis > Transient … или нажатием клавиш Alt+1 войти в окно задания параметров и области построения характеристик во временной области (рис. 14).

11.  В графе Time Range установить значения 5e-2,0.2e-5, (Picture – рисунок) указать номера графиков 1 и 3, в графе X Expression указать параметр – время T, в графе Y Expression для входного и выходного сигналов фильтра задать параметры – V(IN) и V(OUT), в графе X Range во всех включенных в колонке Р строках задать диапазон времени и шаг сетки для моделирования – 0.02,0,0.002, в графе Y Range указать диапазоны изменения напряжения и шаг сетки 3,-3,0.5 в В.

12.  С целью удобства анализа следует вывести на график отдельные составляющие входного сигнала. Для этого следует добавить кнопкой Add еще три строки в поле графиков и задать в графе Р для них номер графика 2В графе X Expression указать параметр – время T, в графах Y Expression ввести выражения для каждой составляющей

входного сигнала в отдельности, сместив их по оси X относительно друг друга, прибавив или отняв целое число (1, -1, -2) , как показано на рис. 14. В графе X Range во всех вновь добавленных строках в колонке Р строках задать диапазон времени и шаг сетки для моделирования – 0.02,0,0.002, в графе Y Range указать те же диапазоны изменения напряжения и шаг сетки 3,-3,0.5 в В. После этого начать моделирование работы схемы нажатием на кнопку Run.

Рис. 13. Окно задания функции сигнала источника на входе фильтра

13.  Построенные программой графики должны иметь вид, подобный показанному на рис. 15. Cкопировать через меню Edit > Copy to Clipboard > Copy the Visible Portion of Window in BMP Format окно программы Micro-Cap 6 с графиками входного, его составляющих и выходного сигналов схемы и вставить в отчет в документ Word.

14.  Повторите пп. 4-13 для других типов фильтров Вашего задания, а именно: ФВЧ, ФПП, ФПЗ. Результаты моделирования и анализа сохраните в отчете.

Рис. 14. Окно задания параметров анализа временных характеристик фильтра

15.  Титульный лист отчета взять в файле Титул отчета. doc. Отчет сохранить на сервере Server-IM в папке АМЦ5-х-х/ ФИО.

Контрольные вопросы

1.  Основные характеристики программы MicroCap 7.

2.  Окно дизайнера фильтров MicroCap 7.

3.  Типы и виды активных фильтров в программе MicroCap 7

4.  Виды электронных схем фильтров в программе MicroCap 7:

5.  Дизайнер активных фильтров. MicroCap 7

6.  Дизайнер пассивных фильтров. MicroCap 7

7.  Исследование характеристик фильтров в среде MicroCap 7

Литература

1. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC./ Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера. - М.: Мир, 19с.

2. Разевиг схемотехнического моделирования Micro-Cap V. – М.: Солон, 1997. – 273 с.

Составитель – доц., к. т.н.