Файл: Методичка по электронике для аудитории.docx

Все приборы, кроме инструментов, можно использовать в схемах несколько раз.

Установка элементов в схему производится перетаскиванием мышью выбранного элемента. Для установки требуемых значений параметров элемента надо его выделить и двойным щелчком мыши открыть диалоговое окно, в котором установить требуемые параметры. Для возврата нажать кнопку Accept. Эти же действия можно сделать с помощью команды меню Circuit – Preferences.

Соединительные линии между элементами проводятся, при нажатой левой кнопке мыши, от соединительного узла одного элемента до соединительного узла другого.

Как и в реальных электронных схемах здесь, в некоторых элементах, таких как: осциллограф, операционный усилитель, трансформатор, управляемый источник необходимо подключать заземление.

Подробнее о некоторых компонентах:

1. Пояснения к работе

В процессе выполнения лабораторных работ используется не весь на-бор измерительных приборов программы EWB, а только некоторая часть. К ним относятся: цифровой мультиметр, двухканальный осциллограф, из-меритель АЧХ и ФЧХ и функциональный генератор. Все необходимые приборы подключены к исследуемым схемам и следует только научиться правильно пользоваться ими.

1.1. Мультиметр (Multimeter)

Мультиметр представляет собой универсальный цифровой прибор для измерения постоянного и переменного напряжения и тока, сопротивления и ослабления. Условное изображение ("иконка") мультиметра имеет вид:

Двойным щелчком по иконке мультиметра раскрывается передняя панель и появляется доступ к настройке прибора. На панели расположен дисплей для цифрового отображения результатов, две клеммы подключения к схеме и кнопки управления. Назначение основных кнопок понятно из рисунка.

Setting- режим установки параметров мультиметра. После нажатия этой кнопки открывается диалоговое окно (здесь не приведено) в котором обозначено:

Ammeter resistance- внутреннее сопротивление амперметра;

Voltmeter resistance- входное сопротивление вольтметра;

Ohmmeter current- ток через контролируемый объект;

Decibel standard- установка эталонного напряжения V₁для измерения усиления (ослабления) в dB; по умолчанию V₁=1В. К= 20 log(U/V₁) [dB].

Мультиметр измеряет эффективное (действующее) значение переменного тока.

1.2. Осциллограф (Oscilloscope)

Осциллограф имеет два канала: А и В с раздельной регулировкой чувствительности в диапазоне от 10 МкВ/дел (V/DIV) до 5 кВ/дел (KV/DIV) и регулировкой смещения по вертикали (YPOS). Входы каналов могут быть закрытыми (АС- сигналы переменного тока), открытыми (DC - сигналы с постоянной составляющей) или замкнуты на землю (0).

Двойным щелчком по иконке осциллографа раскрывается передняя панель, которая имеет такой вид:

Здесь открыт доступ к регулировкам осциллографа. В блоке развёртки устанавливается режим развёртки кнопками

В режиме Y/T(обычный режим, включен по умолчанию) по вертикали - напряжение, по горизонтали - время; в режимеB/A- по вертикали - сигнал канала B, по горизонтали - сигнал канала A; в режимеA/B- наоборот. В режимеY/Tдлительность развёртки может быть задана в диапазоне от 0,1 нс/дел (ns/div) до 1с/дел (s/div) с возможностью установки смещения по осиX (X POS). Предусмотрен также ждущий режим (TRIGGER) с запуском по переднему или заднему фронту - кнопки при регулируемом уровне (LEVEL) запуска, а также в режимеAUTO, от канала A или B или внешнего источника (EXT).

При нажатии кнопки EXPANDлицевая панель существенно меняется - увеличивается размер экрана, появляется возможность прокрутки изображения по горизонтали и его сканирования с помощью вертикальных визирных линий, которые за треугольные ушки можно установить в любое место экрана. При этом в индикаторных окошках под экраном приводятся результаты измерения напряжения, временных интервалов и их приращений между визирными линиями. Изображение можно инвертировать нажатием кнопкиREVERSEи записать данные в файл нажатием кнопкиSAVE. Возврат к исходному состоянию - нажатием кнопкиREDUCEв правом нижнем углу лицевой панели осциллографа.

1.3. Измеритель ачх и фчх (Bode Plotter)

Условное изображение (иконка) измерителя имеет вид:

Подключение к исследуемой схеме осуществляется с помощью зажимов IN(вход) иOUT(выход). Левые клеммы зажимов подключают соответственно ко входу и выходу устройства, а правые - к общей шине. Двойным щелчком по иконке раскрывается передняя панель измерителя и открывается доступ к настройке прибора.

Измеритель предназначен для анализа АЧХ (нажата кнопка MAGNITUDE) и ФЧХ (нажата кнопкаPHASE) при логарифмической (кнопкаLOG, включена по умолчанию) или линейной (кнопкаLIN) шкале по осямY (VERTICAL)иX (HORIZONTAL).

Настройка измерителя заключается в выборе пределов измерения коэффициента передачи и вариации частоты с помощью кнопок в окошках F - максимальное и I - минимальное значение.

Частота и соответствующее значение коэффициента передачи или фазы индицируются в окошках в правом нижнем углу измерителя. Значения этих величин в отдельных точках АЧХ и ФЧХ можно получить с помощью вертикальной визирной линии, находящейся в исходном состоянии в начале координат и перемещаемой по графику мышью или кнопками

Результаты измерения можно записать в текстовый файл. Для этого необходимо нажать кнопку SAVEи в диалоговом окне указать имя файла (по умолчанию предполагается имя схемного файла). В полученном таким образом текстовом файле (с расширением .bod) АЧХ и ФЧХ представляются в табличном виде.

1.4. Функциональный генератор (Function Generator)

Условное изображение (иконка) генератора имеет вид:

При заземлении клеммы COM(общий) на выходах "-" и "+" получаем парафазный сигнал.

Двойным щелчком по иконке генератора раскрывается передняя панель:

Назначение клавиш:

выбор формы выходного сигнала: синусоидальный (по умолчанию), треугольный и прямоугольный; установка частоты выходного сигнала в герцах; установка коэффициента заполнения в %, для импульсных сигналов это отношение длительности импульса к периоду; для треугольных сигналов - соотношение между длительностями переднего и заднего фронтов; установка амплитуды выходного сигнала в вольтах; установка смещения (постоянной составляющей выходного сигнала).

Все измерительные приборы включаются автоматически при включении исследуемой схемы выключателем в правом верхнем углу экрана.

2. Программа работы

1. На рабочем столе находим ярлык и двойным щелчком запускаем программу EWB.

2. Выбираем опцию "Папка открыть" и в ней двойным щелчком открываем папку Лабораторные электроника. Появится окно "Open Circuit File" с перечнем файлов различных схем, подлежащих изучению.

(вернуться в окно "Open Circuit File" можно нажатием клавиши на опции "Папка открыть").

Внимание!

- Программа EWB выполняет анализ электронных схем расчётным путём, используя математические модели электрорадиокомпонентов и разнообразные численные методы для решения систем линейных и нелинейных уравнений. Результаты расчётов запоминаются , поэтому при длительном времени непрерывного анализа все ресурсы памяти ЭВМ достаточно быстро исчерпываются и машина "зависает", что недопустимо.

3. Проверьте настройку измерительных приборов. Для этого двойным щелчком по иконке нужного прибора откройте переднюю панель и убедитесь в том, что:

генератор - прямоугольный сигнал, 100 Гц, 10 В, 50%;

осциллограф - открытые входы, развёртка 0,5 ms/div, режим развёртки ждущий с синхронизацией по заднему фронту канала А; чувствительность по каналу А -10 V/div , В - 500 mV/div; смещения равны нулю;

измеритель АЧХ и ФЧХ - АЧХ, масштабы логарифмические, диапазоны по вертикали F=00 dB, I=-100 dB, по горизонтали F= 1 MГц, I=1 Гц.

Закройте измеритель АЧХ и ФЧХ.

4. Двойным щелчком откройте осциллограф и включите схему выключателем в правом верхнем углу экрана. После заполнения экрана осциллографа выключите схему. Установите развёртку 0,1ms/div, нажатием клавиши EXPAND раскройте экран осциллографа и измерьте период колебательного процесса. Соответствует ли он частоте резонанса контура?

5. Нажатием на клавишу Reduce вернитесь в малый масштаб осциллографа. Установите развёртку 1 ms/div и зарисуйте вид переходного процесса. Погасите осциллограф.

6. Двойным щелчком откройте измеритель АЧХ. С помощью мыши захватите сплошную вертикальную линию в левой стороне экрана измерителя и подведите её к точке резонанса. Запишите значение этой частоты (и затухание!) из окошка измерителя. Сравните её с частотой, полученной в предыдущем пункте.

7. В измерителе АЧХ установите линейные масштабы и такие пределы: по вертикали F=1, I=0; по горизонтали F=10 кГц, I=1 кГц. Включите и выключите схему. Зарисуйте форму АЧХ. С помощью вертикальной линии измерьте резонансную частоту. Запишите результаты.

8. Измеритель АЧХ переведите в режим измерения фазы для чего нажмите кнопку Phase. Масштабы логарифмические: по вертикали F=135, I= -135 ; по горизонтали F=10 кГц, I=3 кГц. Включите и выключите схему. Зарисуйте форму ФЧХ. С помощью вертикальной линии определите частоту, соответствующую минимальному фазовому углу.

9. В измерителе ФЧХ установите линейные масштабы: по вертикали F=135, I=-135; по горизонтали F=6 кГц, I=4 кГц. Включите и выключите схему. Зарисуйте ФЧХ и определите частоту, соответствующую минимальному фазовому углу.