Файл: Учебное пособие для студентов 2го курса автф направлений 27. 03. 04 Управление в технических системах.docx

расположение осей, по которым откладывается сигнал,
нужный масштаб развертки по осям,
смещение начала координат по осям,
емкостной вход (кнопка АС) или потенциальный вход (кнопка DC) канала, режим синхронизации (внутренний или внешний).

Поле Trigger служит для определения момента начала развертки на экране осциллографа. Кнопки в строке Edge задают момент запуска осциллограммы по положительному или отрицательному фронту импульса на входе синхронизации. Поле Level позволяет задавать уровень, при превышении которого запускается развертка.

Кнопки Auto, A, B, Ext задают режимы синхронизации:

Auto -автоматический запуск развертки при включении схемы. Когда луч доходит до конца экрана, осциллограмма прописывается с начала экрана,
А - запускающим является сигнал, поступающий на вход А,
В - запускающим является сигнал, поступающий на вход В,
Ext - Внешний запуск. В этом случае сигналом запуска является сигнал, подаваемый на вход синхронизации.

Нажатие кнопки Expand на простой модели осциллографа открывает расширенную модель осциллографа. В отличие от простой модели здесь имеются три информационных табло, на которых выводятся результаты измерений. Кроме этого, непосредственно под экраном находится линейка прокрутки, позволяющая наблюдать любой временной отрезок от момента включения до момента выключения схемы.

На экране осциллографа расположены два курсора (красный и синий), обозначаемые 1 и 2, при помощи которых можно измерить мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы. Для этого курсоры перетаскиваются мышью в требуемое положение (мышью захватывают треугольники в верхней части курсора).

Координаты точек пересечения первого курсора с осциллограммами отображаются на левом табло, координаты второго курсора на среднем табло. На правом табло отображаются значения разностей между соответствующими координатами первого и второго курсоров.

Кнопка Reduce обеспечивает переход к простой модели осциллографа.

Графопостроитель (Bode Plotter)

Используется для построения амплитудно-частотных (АЧХ) и фазо-частотных (ФЧХ) характеристик схемы.

Графопостроитель измеряет отношение амплитуд сигналов в двух точках схемы и фазовый сдвиг между ними. Для измерений графопостроитель генерирует собственный спектр частот, диапазон которого может задаваться при настройке прибора. Частота любого переменного источника в исследуемой схеме игнорируется, однако схема должна включать какой-либо источник переменного тока.

Графопостроитель имеет четыре зажима: два входных (IN) и два выходных (OUT). Левые выводы входов IN и OUT подключаются к исследуемым точкам, а правые выводы входов IN и OUT заземляются.

При двойном щелчке по изображению графопостроителя открывается его увеличенное изображение.

Кнопка Magnitude нажимается для получения АЧХ, кнопка Phase - для получения ФЧХ.

Панель Vertical задает:

начальное (I) значение параметра вертикальной оси,
конечное (F) значение параметра вертикальной оси
вид шкалы вертикальной оси - логарифмическая (LOG) или линейная (LIN).

Панель Horizontal настраивается аналогично.

При получении АЧХ по вертикальной оси откладывается отношение напряжений:

в линейном масштабе от 0 до 10Е9;
в логарифмическом масштабе от - 200 dB до 200 dB.

При получении ФЧХ по вертикальной оси откладываются градусы от -720 градусов до +720 градусов.

По горизонтальной оси всегда откладывается частота в Гц или в производных единицах.

В начале горизонтальной шкалы расположен курсор. Координаты точки перемещения курсора с графиком выводятся на информационных полях внизу справа.

Исследуемая схема собирается на рабочем поле с использованием мыши и клавиатуры.

При построении и редактировании схем выполняются следующие операции:

выбор компонента из библиотеки компонентов;
выделение объекта;
перемещение объекта;
копирование объектов;
удаление объектов;
соединение компонентов схемы проводниками;
установка значений компонентов;
подключение измерительных приборов.

После построения схемы и подключения приборов анализ работы схемы начинается после нажатия выключателя в правом верхнем углу окна программы (при этом в нижнем левом углу экрана показываются моменты схемного времени).

Повторное нажатие выключателя прекращает работу схемы.

Сделать паузу при работе схемы можно нажатием клавиши F9 на клавиатуре; повторное нажатие F9 возобновляет работу схемы (аналогичного результата можно добиться, нажимая кнопку Pause, расположенную под выключателем.)

Выбор компонента необходимого для построения схемы производится после выбора поля компонентов, содержащего необходимый элемент. Этот элемент захватывается мышью и перемещается на рабочее поле.

Выделение объекта. При выборе компонента необходимо щелкнуть на нем левой клавишей мыши. При этом компонент становится красным. (Снять выделение можно щелчком мыши в любой точке рабочего поля.)

Перемещение объекта. Для перемещения объекта его выделяют, устанавливают указатель мыши на объект и, держа нажатой левую клавишу мыши перетаскивают объект.

Объект можно поворачивать. Для этого объект нужно предварительно выделить, затем щелкнуть правой клавишей мыши и выбрать необходимую операцию:

Rotate (поворот на 90 градусов),
Flip vertical (переворот по вертикали),
Flip horizontal (переворот по горизонтали)

Копирование объектов осуществляется командой Copy из меню Edit. Перед копированием объект нужно выделить. При выполнении команды выделенный объект копируется в буфер. Для вставки содержимого буфера на рабочее поле нужно выбрать команду Paste из меню Edit.

Удаление объектов. Выделенные объекты можно удалить командой Delete.

Соединение компонентов схемы проводниками. Для соединения компонентов проводниками нужно подвести указатель мыши к выводу компонента (при этом на выводе появится черная точка). Нажав левую кнопку мыши, переместите ее указатель к выводу компонента, с которым нужно соединиться, и отпустите кнопку мыши. Выводы компонентов соединятся проводником.

Цвет проводника можно изменить, если дважды щелкнуть по проводнику мышью и выбрать из появившегося окна необходимый цвет.

Удаление проводника. Если по какой - либо причине проводник нужно удалить, необходимо подвести указатель мыши к выходу компонента (должна появиться черная точка). Нажав левую клавишу мыши, переместите ее на пустое место рабочего поля и отпустите кнопку мыши. Проводник исчезнет.

Установка значений параметров производится в диалоговом окне свойств компонента, которое открывается двойным щелчком мыши по изображению компонента (Закладка Value).

Каждому компоненту можно присвоить имя (Закладка Label).

Подключение приборов. Для подключения прибора к схеме нужно мышью перетащить прибор с панели инструментов на рабочее поле и подключить выводы прибора к исследуемым точкам. Некоторые приборы необходимо заземлять, иначе их показания будут неверными.

Расширенное изображение прибора появляется при двойном щелчке по уменьшенному изображению.

Упражнение: Соберите схему делителя напряжения, показанную на рисунке.

Рисунок 1. Делитель напряжений

Подайте на вход схемы с функционального генератора синусоидальное напряжение частотой 3 кГц и амплитудой 5 В,
Этот же сигнал подключите к каналу А осциллографа,
Подключите к выходу делителя канал В осциллографа,
Выделите проводники канала А и канала В различными цветами,
Включите схему, при необходимости измените настройки измерительных приборов,
Перейдите к расширенной модели осциллографа. Используя курсор и, левое информационное табло измерьте амплитудное значение выходного сигнала.
Дополнительно подключите к входу и выходу вольтметры и снова включите схему.

Добейтесь правильных показаний вольтметров.

Практическое задание №1

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

Цель задания:

Провести эксперимент по получению параметров и построению прямой и обратной ветви вольтамперной характеристики (ВАХ) Si и Ge диодов.
Выполнить расчет параметров диодов для прямого и обратного включения.

Краткое теоретическое введение

Полупроводниковым диодом называется электронный прибор, имеющий два вывода. Выводы диода называются - «анод» и «катод». Вольтамперная характеристика (ВАХ) диода существенно не линейна.

Диод имеет высокую проводимость (низкое сопротивление) для электрического тока в направлении от анода к катоду – (прямая ветвь ВАХ) и низкую проводимость (большое сопротивление) от катода к аноду – (обратная ветвь ВАХ). Чаще всего диоды выполняют на базе германия - Ge, и кремния - Si. Для расчета электрических схем, в которых применены диоды, используют параметры ВАХ. Параметры ВАХ существенно отличаются для прямой и обратной ветви диодов.

Порядок выполнения задания

Экспериментальное построение ВАХ диода.
1. Соберите схему (Рисунок1.1). Изменяя Е заполните таблицу для прямой ветви ВАХ Si диода (Таблица 1.1). (Ток не должен превышать 25 мА).

Библиотеку диодов и вариант задает преподаватель.