Файл: Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисциплін "схемотехніка еом" "компютерна схемотехніка".doc

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисциплін

“схемотехніка ЕОМ”

“КОМП’ЮТЕРНА схемотехніка”

“Збірник лабораторних робіт ”
для студентів спеціальності 6(7).080401

Дніпропетровськ НМетАУ - 2010

УДК 681.3.06+519.68
Методичні вказівки до самостійної роботи та виконання лабораторних робіт по дисциплін “Схемотехніка ЕОМ” “Комп’ютерна cхемотехніка” для студентів спеціальністі 6(7). 804 01 – Інформаційні управляючи системи та технології. / Упоряд.: Г.Ю. Станчиц, Т.В. Михайловська, Гуда А.І. – Дніпропетровськ: НМетАУ, 2009. – 70 с.
Методичні вказівки є першою частиною комплексу навчально-методичних матеріалів по дисциплін “Схемотехніка ЕОМ” “Комп’ютерна cхемотехніка”, в якій приведені основні відомості по моделюванню електричних схем у пакеті схемотехнічного моделювания Electronics Workbench, розглянуто можливості цього пакету, ретельно розглянуті компоненти, моделі яких містяться у пакеті Electronics Workbench, наведено принципи роботи з пристроям для проведення вимірювань, а також основні правила моделювання схем.

Практична частина містить завдання для виконання лабораторних робіт або для самостійної роботи. Для самоконтролю знань до кожної лабораторної роботи наведено перелік питань. Для виконання лабораторних робіт студент повинен мати базові знання в галузі теорії кіл, основ електроніки, схемотехніки, а також володіти навичками користувача персонального комп`ютера. Методичні вказівки призначені для студентів спеціальності 7(6). 804 01 – Інформаційні управляючі системи і технології, а також для слухачів курсів підвищення кваліфікації, студентів і аспірантів інших спеціальностей.
Укладачі: Г.Ю. Станчиць,

Т.В. Михайловська,

Гуда А.І.
Відповідальний за випуск О.І. Михальов, д-р техн. наук, проф.
Рецензент О.І. Дерев’янко, канд. тех. наук., доц. (ДНУ)
Друкується за авторською редакцією.
Затверджено на засіданні кафедри інформаційних технологій і систем,
протокол № 4 від 19.11.2002
Підписано до друку 28.10.2002. Формат 60х84 1/16. Папір типогр. Друк різограф. Облік.-вид. арк 4,12. Умов. друк. арк. 4,07.

Тираж 100 пр. Замовл. № 30/2.

Національна металургійна академія України.

49600, Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 4

---

ДНВП “Системні технології”

Содержание

1. 
   Программа Electronics Workbench………………...………………4
   1.1.Возможности Electronics Workbench………………………………4
   1.2.Компоненты Electronics Workbench…………………………………7
   1.3.Приборы для проведения измерений………………………………35
   1.4. Моделирование схем……………………………………………………..…51
   

2 Пример оформления отчета по лабораторной работе………………………53

3. 
   Практические занятия…………………………………………………58
   Лабораторная работа № 1…………………………………………58
   Лабораторная работа № 2…………………………………………58
   Лабораторная работа № 3………………………………………….59
   Лабораторная работа № 4………………………………………….61
   Лабораторная работа № 5…………………………………………63
   Лабораторная работа № 6…………………………………………66
   

Лабораторная работа № 7…………………………………………63
Лабораторная работа № 8…………………………………………66


Список літератури..............................................................70

1. Программа Electronics Workbench

1.1. Возможности Electronics Workbench

•Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench предназначена для моделирования и анализа электрических схем.

Программа Electronics Workbench позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электронных компонентов. Есть возможность подключения и создания новых библиотек компонентов.

Параметры компонентов можно изменять в широком диапазоне значений. Простые компоненты описываются набором параметров, значения которых можно изменять непосредственно с клавиатуры, активные элементы – моделью, представляющей собой совокупность параметров и описывающей конкретный элемент или его идеальное представление. Модель выбирается из списка библиотек компонентов, параметры модели также могут быть изменены пользователем.

Широкий набор приборов позволяет производить измерения различных величин, задавать входные воздействия, строить графики. Все приборы изображаются в виде, максимально приближенном к реальному, поэтому работать с ними просто и удобно.

Результаты моделирования можно вывести на принтер или импортировать в текстовый или графический редактор для их дальнейшей обработки.

---

Программа Electronics Workbench совместима с программой P-SPICE, то есть предоставляет возможность экспорта и импорта схем и результатов измерений в различные её версии.

Основные достоинства программы

Экономия времени

Работа в реальной лаборатории требует больших временных затрат на подготовку эксперимента. Теперь, с появлением Electronics Workbench, электронная лаборатория всегда будет под рукой, что позволяет сделать изучение электрических схем более доступным.

Достоверность измерений

В природе не существует двух совершенно одинаковых элементов, то есть все реальные цементы имеют большой разброс значений, что приводит к погрешностям в ходе проведения эксперимента. В Electronics Workbench все элементы описываются строго установленными параметрам, поэтому каждый раз в ходе эксперимента будет повторяться результат, определяемый только параметрами элементов и алгоритмом расчета.

Удобство проведения измерений

Учеба невозможна без ошибок, а ошибки в реальной лаборатории порой очень дорого обходятся экспериментатору. Работая с Electronics Workbench, экспериментатор застрахован от случайного поражения током, а приборы не выйдут из строя из-за неправильно собранной схемы. Благодаря этой программе в распоряжении пользователя имеется такой широкий набор приборов, который вряд ли будет доступен в реальной жизни. Таким образом, у Вас всегда имеется уникальная возможность для планирования и проведения широкого спектра исследований электронных схем при минимальных затратах времени.

Графические возможности

Сложные схемы занимают достаточно много места, изображение при этом стараются сделать более плотным, что часто приводит к ошибкам в подключении проводников к элементам цепи. Electronics Workbench позволяет разместить схему таким образом, чтобы были чётко видны все соединения элементов и одновременно вся схема целиком.

Возможность изменения цвета проводников позволяет сделать схему более удобной для восприятия. Можно отображать различными цветами и графики, что очень удобно при одновременном исследовании нескольких зависимостей.

Стандартный интерфейс Windows

Программа Electronics Workbench использует стандартный интерфейс Windows, что значительно облегчает её использование. Интуитивность и простота интерфейса делают программу доступной любому, кто знаком с основами использования Windows.

---

Совместимость с программой P-SPICE

Программа Electronics Workbench базируется на стандартных элементах программы SPICE. Это позволяет экспортировать различные модели элементов и проводить обработку результатов, используя дополнительные возможности различных версий программы P-SPICE.

Для установки программы необходимы

• 
  IBM-совместимый компьютер с модификацией процессора не ниже 486;
  
• 
  не менее 4 MB свободного пространства на жёстком диске;
  
• 
  операционная система Microsoft Windows 3.1 или более поздние версии;
  
• 
  манипулятор типа мышь.
  

Компоненты и проведение экспериментов

В библиотеки компонентов программы входят пассивные элементы, транзисторы, управляемые источники, управляемые ключи, гибридные элементы, индикаторы, логические элементы, триггерные устройства, цифровые и аналоговые элементы, специальные комбинационные и последовательные схемы. Активные элементы могут быть представлены моделями как идеальных, так и реальных элементов. Возможно также создание своих моделей элементов и добавление их в библиотеки элементов.

В программе используется большой набор приборов для проведения измерений: амперметр, вольтметр, осциллограф, мультиметр, Боде-плоттер (графопостроитель частотных характеристик схем), функциональный генератор, генератор слов, логический анализатор и логический преобразователь.

Анализ схем

Electronics Workbench может проводить анализ схем на постоянном и переменном токах. При анализе на постоянном токе определяется рабочая точка схемы в установившемся режиме работы. Результаты этого анализа не отражаются на приборах, они используются для дальнейшего анализа схемы. Анализ на переменном токе использует результаты анализа на постоянном токе для получения линеаризованных моделей нелинейных компонентов. Анализ схем в режиме АС может проводиться как во временной, так и в частотной областях. Программа также позволяет производить анализ цифро-аналоговых и цифровых схем.

В Electronics Workbench можно исследовать переходные процессы при воздействии на схемы входных сигналов различной формы.

Операции, выполняемые при анализе:

Electronics Workbench позволяет строить схемы различной степени сложности при помощи следующих операций:

---

• 
  выбор элементов и приборов из библиотек,
  
• 
  перемещение элементов и схем в любое место рабочего поля,
  
• 
  поворот элементов и групп элементов на углы, кратные 90 градусам,
  
• 
  копирование, вставка или удаление элементов, групп элементов, фрагментов схем и целых схем,
  
• 
  изменение цвета проводников,
  
• 
  выделение цветом контуров схем для более удобного восприятия,
  
• 
  одновременное подключение нескольких измерительных приборов и наблюдение их показаний на экране монитора,
  
• 
  присваивание элементу условного обозначения,
  
• 
  изменение параметров элементов в широком диапазоне.
  

Все операции производятся при помощи мыши и клавиатуры. Управление только с клавиатуры невозможно. Путем настройки приборов можно:

• 
  изменять шкалы приборов в зависимости от диапазона измерений,
  
• 
  задавать режим работы прибора,
  
• 
  задавать вид входных воздействий на схему (постоянные и гармонические токи и напряжения, треугольные и прямоугольные импульсы).
  

Графические возможности программы позволяют:

• 
  одновременно наблюдать несколько кривых на графике,
  
• 
  отображать кривые на графиках различными цветами,
  
• 
  измерять координаты точек на графике,
  
• 
  импортировать данные в графический редактор, что позволяет произвести необходимые преобразования рисунка и вывод его на принтер.
  

Electronics Workbench позволяет использовать результаты, полученные в программах P-SPICE, РСВ, а также передавать результаты из Electronics Workbench в эти программы. Можно вставить схему или её фрагмент в текстовый редактор и напечатать в нем пояснения или замечания по работе схемы.

---