Курсовая работа: Моделирование схемы усилителя НЧ на МДП-транзисторах
В меню настройки частотных параметров требуется выставить значения, показанные на рис 6.
А также установить выходную цепь. В нашем случае это 38.
Рис. 6
Рис. 7 АЧХ и ФЧХ
Проанализировав получившиеся графики АЧХ и ФЧХ можно сделать следующие выводы:
На частоте от 10 до 100 Гц на АЧХ видим увеличение усиления на величину около 2,5 дБ, что является неплохим показателем для усилителей ЗЧ. Далее мы наблюдаем практически постоянство амплитуды, лишь на частоте более 20 кГц наблюдается спад, что обусловлено граничной верхней частотой усиления данного УЗЧ.
Спад усиления в области нижних и верхних частот наблюдается из-за наличия реактивных элементов и частотных свойств транзисторов.
На ФЧХ наблюдаем изменение фазы в диапазоне рабочих частот (20 Гц-20кГц) от 30º до -30º , что вполне приемлемо для усилителей ЗЧ.
5.4 Анализ Фурье
Анализ Фурье является методом анализа сложных периодических сигналов во времени. Данный анализ позволяет разложить любую несинусоидальную периодическую функцию в ряд Фурье, то есть на составляющие sin и cos (возможно, в бесконечный ряд), а так же на постоянные составляющие. Такое разложение позволяет проводить дальнейший анализ, а так же получать объединенные сигналы различных форм.
Учитывая математическую теорему Фурье, о разложении в ряд Фурье, периодическая функция f(t) может быть представлена следующей формулой:
f(t) = A0 + A1 cosωt+A2 cos2ωt+…+B1 sinωt+B2 sin2ωt +…
где:
А0 - постоянная составляющая входного сигнала
A1 cosωt+B1 sinωt - собственная составляющая (имеет частоту и период равный частоте и периоду входного сигнала)
An cosnωt+Bn sinnωt - n-ная гармоника функции
А,В - коэффициенты
2π/Т -собственная круговая частота, или период частоты входного периодического сигнала
Каждая частотная составляющая отклика представляется гармоникой периодического сигнала. В процессе моделирования каждая составляющая рассчитывается отдельно. Согласно принципу суперпозиции, общий отклик является суммой откликов каждой составляющей. Обратим внимание, что амплитуда гармоник постепенно уменьшается в порядке возрастания гармоник. При выполнении дискретных преобразований Фурье, используется только второй период собственной составляющей переходной характеристики (извлечённой из выходной цепи). Первый период не учитывается, в связи с временем задержки сигнала, то есть временем переходного процесса. Коэффициент каждой из гармоник вычисляется из временного интервала - от начала периода до точки времени "t". Внутри выбранного интервала данные для вычисления коэффициента гармоник устанавливаются автоматически, и являются функциями собственной частоты. Для данного типа анализа, собственная частота должна соответствовать частоте источника переменного тока или же наименьшей общей частоте совокупности источников переменного тока.
Для проведения анализа следует выполнить следующие настройки.
Рис. 8
В меню настройки параметров анализа требуется выставить значения, показанные на рисунке.
Также установить выходную цепь. В нашем случае это 38.
Рис. 9 Разложение Фурье.
Анализируя график можно отметить, что зависимость уменьшения амплитуд гармоник можно описать некоторой гиперболической функцией.