Моделирование диодного выпрямителя

Был изучен программный продукт и освоен интерфейс программы.

Схема цепи была составлена из диода и резистора, источника возбуждения цепи и вольтметра. Она дает возможность изучить все основные операции технологии построения схем и исследования их характеристик в Среде проектирования AWR_DE. Режим реального времени, или тюнер, позволяет изменять параметры любых элементов схемы и наблюдать, как изменяются характеристики схемы по мере изменения ее параметров. Процесс моделирования складывается из простых действий. Выполняя их последовательно, получаем требуемый результат. Вначале мы создали новый проект и сохранили его. Далее мы в новом проекте создали схему: Project > Add Schematic > New Schematic. Новое имя схемы Rectifier. Установка элементов схемы, верхнее поле менеджера AWR_DE отображает классы элементов. Выбрали группу элементов с именем Nonlinear. Выбрали группу элементов Diode.

Выделили в верхнем поле менеджера элементов Sources источники переменного (AC) тока или напряжения. Переместили элемент ACVS на поле окна схемы, так же, как переместили в него диод.

Резисторы находятся в классе дискретных элементов класса Lumped Element (Элементы дискретные, или с сосредоточенными параметрами). Выделили в поле Менеджера элементов этот класс. Выделили в нем подкласс Resistor и нашли в нижнем поле менеджера элементов RES. Переместили элемент RES в окно схемы, и затем установили его в схему. На этой схеме элементы ACVS, SDIODE и RES соединены друг с другом.

Выводы элементов, установленных в схему, требуется соединить друг с другом в соответствии с топологией цепи. Имеется два способа соединения выводов элементов. Можно так устанавливать элементы в окно схемы, чтобы их точки соединения, помеченные косыми крестами, совпали. Выделили в менеджере элементов узел Meters и выбирали V_Meter, переместили его на поле окна и соединили вольтметр со схемой. Каждая схема в среде проектирования AWR_DE должна иметь элемент GND (землю), чтобы в схеме было определено начало отсчета напряжения. Редактировали значения параметров элементов.

Управления параметрами элемента, щелкнув элемент SDIODE, можно дать значения его параметрам, можно изменить параметры модели его нелинейных свойств, а также другие параметры этого элемента, если есть необходимость в изменении их значений. Число параметров модели схемного элемента оказывается различным в зависимости от того, линейная или нелинейная модель, от степени ее деятельности.

Добавили график, т.к. результаты расчетов в среде проектирования AWR_DE представлены, в форме графиков. Добавить график в проект можно различными действиями, как минимум двумя способами. Одни из них наиболее удобны, другие менее удобны. Наиболее удобным является путь, к той или команде через главное меню. Выбрали в главном меню Project> Add Graph. По этой команде откроется окно диалога, в котором мы определили графическую форму представления данных, но не определяет ее содержания. Выбрали Rectangular (прямоугольный), использовали имя I_Time.

Содержание графика определяют в специальном окне диалога с именем Measurement. Выбор подходящего содержания производят в две ступени, на первой ступени вибрали тип графика, на второй определили конкретное содержание. Вывести окно диалога Measurement можно различными способами. Можно подать команду Add Measurement из главного меню Project. В поле Meas. Type (тип измерений) выбрали строку, с названием типа Nonlinear Voltage. Это первая ступень выбора типа графика. В поле Measurement выбрали строчку с Vtime (напряжение-время). Это вторая ступень выбора содержания графика. Затем необходимо определить схему или элемент схемы, для которого выполняется расчет. В Data Source Name выбрали Rectifier (имя схемы), далее в поле Measurement Component выбрали строчку ACVS.V1. Установили в счетчике Frequency Index значение 1. На счетчике Power Sweep Index установили значение 1.

Анализ цепи.

Анализ схем в Среде проектирования AWR_DE проходит столь быстро, что для многих моделей можно провести моделирование в реально времени. Программы моделирования в Среде проектирования AWR_DE пускают командой Analyze, она помещена в меню Simulate. По окончании анализа появится график, это график входного и выходного напряжения выпрямителя.

Построение выходного спектра. Преобразование спектра сигнала нелинейными цепями представляется наиболее интересным явлением, широко применяемым в радиоэлектронных системах. Расчет спектра выходного сигнала производится столь же просто, как и предыдущий расчет: надо добавить Vharm, повторяя вышеописанные действия с той разницей, что вместо измерения Vtime следует настроится на измерение Vharm.

В конце мы настроили цепь. Его включают командой Tune.

Тюнер работает в режиме реального времени, его можно использовать как механизм для регулировки ранее введенных параметров. Изменяемы параметры необходимо выделить инструментом Tune Tool.

Вывод: Исследовали цепь составленный из диода и резистора источника возбуждения цепи и вольтметра. Эта схема позволяет изменять параметры любых элементов схемы и наблюдать, как изменяется характеристики схемы. Исследовали нелинейные преобразования во временной и частотной области.

Глава 3

Моделирование фильтра высоких частот

В данной главе были изучены и рассмотрены возможности программы AWR_DE. Схема была собрана из 4 катушек индуктивности 3 конденсаторов порта выхода и землю. С помощью данной схемы мы в Режим реального времени позволяет изменять параметры схемы и наблюдать, как изменяются характеристики схемы по мере изменения ее параметров. Возможно, синхронно изменять параметры нескольких элементов схемы.

В примере показано, как использовать Среду проектирования AWR_DE для моделирования фильтра нижних частот, составленного из дискретных элементов (цепи с сосредоточенными параметрами).

Задание диапазона частот. Указание диапазона частот для расчета частотных характеристик выбирается из Менеджера проекта, во вкладку менеджер проекта переходят из вкладки Project. В открывшимся окне выбрали нужные частоты в поле Start-100Мгц,Stop -1000МГц,Step-10МГц. После задания всех часто будут рассчитаны все частотные характеристики для схемы фильтра.

Для добавления графика в проектном меню выбираем Project затем Add graph (добавление графика)

В открывшимся окне выбираем пункт Rectangular (прямоугольный).

Наиболее насыщенным информацией является этап определение типов и конкретных видов расчета окно диалога в котором пользователи все это определяет называются команды Add measurement (добавить измерение) Которое вызывается из узла Graphs (графики).

Постановка задачи расчета характеристики цепи производится в окне Add measurement.

В поле Meas type (тип вычислений) выбираем Port Parametrs (параметры порта) а в поле Measurement выбираем S параметры. В раскрывающиеся окно Data source name выбираем Lpf,в поле From port index выберем значение 1, в поле To port index выберем значение 1.В Result type выбираем DB что означает выбор логарифмический шкалы для определения результатов.

После всех заданных параметров на график добавляется линия значения S11 в децибеллах, проделав тоже самое добавляем вторую линию S21

Нажав кнопку Analyze (Анализировать) появляются графики.

.

Все возможности редактирования графиков доступны в окне диалога Proj Properties (Свойства графика).

Поиск по сайту: