連関資料 :: 電子回路
資料:4件
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電子回路シュミレポート
- Ⅰ． 実験の目的 Pspiceを用いて基本的な電気回路、電子回路のシミュレーションを行う。また、トランジスタ増幅回路実験にむけて増幅回路を設計し、シミュレーションを行い設計値と比較、誤差率を求める。シミュレーションを行うことにより電気回路、電子回路の理解を深める。 Ⅱ． 課題 １）RLC直列回路の過渡現象をシミュレートする。 （ⅰ） Pspiceを用いたシミュレート 図１：RLC直列回路 （R=20(Ω)、また学籍番号の関係より、L=2+1=3(mH)、C=(2+1)×10=30(μF)である。） RLCの各素子にかかる電圧及び回路に流れる電流のシミュレート結果をグラフとして示す（別紙図５参照）。 （ⅱ） 実際の計算による解析 RLC直列回路について回路方程式をたてると、 になり、電荷qについて表すと、 となる。定常項qsは(dq/dt)＝0より、 １ である。次に過渡項qtを求める。qtは の一般解である。ここでqt=A eptと仮定し、また(d/dt)=pとし上式に代入すると、 qt = A ept ≒ 0であるから、 のような特性方程式が得られる。この方程式を解き、 R=20(Ω)、L=3(mH)、C=30(μF)の値より、R2=(4L/C)であるので、 とおくと、e－αtとt e－αtが特殊解にあたるので、その一般解は したがって、 A ｔ=0において、q=0、i=0の条件より、0 = CE + A、0 = B － αAの二式が得られ、よって積分定数は これらを代入して、 また各素子にかかる電圧は、 ２ 以上の導出した式に E=10(V)、R=20(Ω)、L=3(mH)、C=30(μF)、－α=－(R/2L)=(-1/3)×104 を代入して、グラフに表すと以下のようになる。 上記グラフはPSpiceでのシミュレーション結果（図５）と極めて近似されており、解析結果の正当性が確認できたといえる。 ２）「トランジスタ増幅器製作実験」の指導書に従い、増幅回路を設計する。与えられた設計条件は以下の通りである。 表１：設計条件 出力振幅 Vopeak(V)(以上) 5 電圧利得 AV 以上 200 負荷抵抗 RL(kΩ) 13 電圧利得with NF AVNF 40 設計手順（１）VCEmin=1(V)とし、指導書の例と同様に最大出力電圧に1(V)の余裕をもたせてVOpeak=6(V)で設計する。つまりVCEQ=7(V)、VCEの下限VCEmax=13(V)になる。 （２）(VCEmax－VCEQ)/ICQ = RC //RLの式よりRCが決まる。 ３ また|AV|は、|AV|= hfe(RC //RL)/ hieから求める。ICQ=0.5、1.0、1.5、2.0(mA)について計算すると値は次頁のようになる。 表２：各ICQでの計算結果 ICQ(mA) Rc//Rl(kΩ) Rc(kΩ) Vrq(V) Vrq+Vceq(V) P(mW) hie(KΩ) hfe |AV| 0.5 12.0 156.0 78.0 85.0 42.5 8.5 160 226 1.0 6.0 11.1 11.1 18.1 18.1 4.6 175 228 1.5 4.0 5.8 8.7 15.7 23.5 3.1 180 232 2.0 3.0 3.9 7.8 14.8 29.6 2.4 180 225 必要な条件を満たしており、消費電力の小さいICQ=
- 電子回路 実験 シュミレーション 電気回路
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電子回路のシミュレーション実験
- ・概要 電子回路の設計においては能動デバイスが入るために実験的検討が必要となるが、これをコンピュータシミュレーションに置き換えることで、より短期間に目的の回路を実現することができる。 今回の実験ではMAICRO-CAPを使って基本的な回路を設計し周波数特性をシミュレートした。 まず、一段トランジスタ増幅回路を作成し、シミュレートを行った。この回路ではカップリングコンデンサーとバイパスコンデンサーを用いて周波数特性を変えることができ、 カップリングコンデンサーでは増幅の進み、遅れを変えることができ、バイパスコンデンサーで増幅の度合いを変えることができた。 次に帰還増幅回路の例として、イコライザアンプのシミュレートを行なった。 ・実験目的 MAICRO-CAPを用いて基本的電子回路をシミュレートし、回路動作の理解を深める。 実験方法 1.テキストの回路作成方法を参考にして図1の回路を作成し、周波数特性を求め印刷する。 2.カップリングコンデンサー10μFを1μF、100μFに変えて、周波数特性を印刷する。 3.カップリングコンデンサーを10μFとしてバイパスコンデンサー1μF、100μFをそれぞれ並列に入れて、周波数特性を印刷する 4.図2の回路を作成し周波数特性をシミュレートしる。 ・考察 1.図1の回路において 図3の様に等価回路に変換しR1にかかる 電圧ｖ2を求め求めた電圧利得(Gain)を シミュレーションの結果と比較する。 (1)カップリングコンデンサーが10uFのときGainが一定に得られた。 (2)カップリングコンデンサーが0.01uFのときグラフ2のように200Hzを越えたあたりからGainが上がり始め、(1)と同じGainのまま一定になった (3) カップリングコンデンサーが100uFのときカップリングコンデンサーを10uFのときと同じような変化になった。
- レポート 理工学 電気 電子 実験
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