Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.9 DOI:10.33920/pro-2-2201-07

Modeling and creation of a frequency modulator for solving various technical problems

Gordienko N.A., Bauman Moscow State Technical University, Moscow
Monakhov P.A., Bauman Moscow State Technical University, Moscow
Sitnikov S.S., Bauman Moscow State Technical University, Moscow

The article describes an algorithm for designing a frequency modulator, which is used in industrial enterprises to solve various problems. The practical significance of the work is the study of the algorithm for creating a device from the electrical circuit in the Micro-Cap program to the board design and routing in the Altium Designer program. This work can be used for teaching students and conducting laboratory work on software knowledge, for industrial creation and design of real products, as well as as auxiliary material when working with Micro-Cap, SolidWorks, and Altium Designer programs. As an example, a frequency modulator circuit with a variable-capacitance varicap and output amplifier stages on bipolar transistors was used. The work describes the algorithm for modeling 3D components in SolidWorks and the process of exporting models to Altium Designer, creating a library of three-dimensional component models, library with conventional graphical designations, as well as building functional diagrams of the electrics of the device, creating connections between components and routing a printed circuit board in Altium Designer in two-dimensional and three-dimensional form. The main emphasis was put on studying and adjusting the parameters of the conductive tracks, namely, changing the width, layer and distance of the gap between the conductors; also, the creation of a polygon when routing a printed circuit board is demonstrated. This frequency modulator is implemented and used as a laboratory work at the university. Familiarization and study of this software are conducted at the Department of Radioelectronic Systems and Complexes of one of the leading engineering universities.

Одной из частей радиопередающих устройств является модулятор. Модулятор — это устройство для изменения параметра несущего сигнала в соответствии с изменениями передаваемого сигнала [1–5]. Одним из таких устройств является частотный модулятор, меняющий такой параметр, как частоту сигнала, за счет управляемого напряжения, подаваемого на вход модулятора.

Для реализации нашего проекта нам потребуются следующие САПР:

• Micro-Cap — программа для схематического анализа, позволяющая проводить исследования аналоговых и цифровых электронных устройств в реальном времени;

• SolidWorks — это система трехмерного проектирования. Используем для создания 3D- компонентов;

• Altium Designer — программа для моделирования и разводки печатных плат в виде 3D-модели.

Создание устройства начинается с моделирования электрической схемы (рис. 1). Для этого воспользуемся программой Micro-Cap. В ней проводим анализ каждого участка цепи и получаем идеальную модель нашего устройства, при этом не учитывается много факторов, в том числе влияние окружающей среды и внутренних шумов [6–10].

Рассмотрим разводку печатной платы в программном обеспечении Altium Designer.

Изначально нужно создать библиотеку 3D-моделей и подвязать их к условно-графическим обозначениям. Для этого возьмем из datasheet габариты компонентов и при помощи программы SolidWorks создадим модели (рис. 2). Также можно скачать уже готовые модели.

Для добавления модели понадобится сохранить данный файл в формате step. Далее заходим в Altium Designer и через функцию 3D-body добавляем нашу модель в библиотеку. Затем расставляем посадочные места и получаем готовый компонент (рис. 3), который уже можно устанавливать на плате. Данная библиотека в Altium Designer хранится в файле с расширением — IntLib.

К 3D-модели нужно привязать условно-графическое обозначение. Для этого снова создаем библиотеку с расширением —.SchLib: Add New to Project → Schematic Library. В поле чертежа при помощи соответствующих инструментов рисуем графическое обозначение и добавляем к нему нашу модель (рис. 4). И так делаем с каждым элементом нашей схемы.

For citation:
Gordienko, Monakhov, Sitnikov, Modeling and creation of a frequency modulator for solving various technical problems. Chief Mechanical Engineer. 2022;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: