Контрольные и лабораторные работы по электротехнике

Лабораторный практикум

Цель практикума

Целью лабораторного практикума является приобретение навыков сборки и испытания электрических цепей на экране персонального компьютера с помощью пакета ASIMEC. Этот пакет содержит необходимые инструменты для создания графических образов схем, их моделирования и визуализации результатов. По каждой работе выполняется отчет, который оформляется аналогично изложенному в п. 5.3.

Программа моделирования электронных схем ASIMEC

Назначение и состав системы ASIMEC

Инструментальным средством для выполнения лабораторных работ является система моделирования электронных схем ASIMEC, разработанная на кафедре промышленной электроники ТУСУРа.

Программный пакет ASIMEC представляет собой систему автоматизированного моделирования электронных схем во временной и частотной областях.

Основное окно системы ASIMEC показано на рис. 30. Оно содержит наборное поле, на котором изображается схема моделируемого устройства, главное меню, которое позволяет организовывать, считывать и запоминать файлы, панель управления моделированием, панель управления параметрами среды, «ящики» с компонентами электронных схем и инспектор объектов. Краткие подсказки по элементам управления можно получить во всплывающих окнах, если на некоторое время поместить на них курсор мыши.

Рис. 30

На рис. 31 показана панель управления процессом моделирования. Сначала, путем нажатия соответствующей кнопки, выбирается вариант анализа (временной или частотный), и далее нажимается кнопка запуска моделирования. Процесс моделирования можно остановить (приостановить) путем нажатия соответствующей кнопки. При нажатии кнопки Показать инструмент появляется экран осциллографа и плоттера Боде (см. ниже). Задание параметров моделирования (метода интегрирования системы дифференциальных уравнений, шага интегрирования и т.д.) задается путем нажатия кнопки Свойства схемы .

Рис. 31

«Ящики» с компонентами схем содержат активные (транзисторы, операционные усилители), пассивные (конденсаторы, резисторы, диоды и т.д.) компоненты, измерительные приборы (вольтметр, амперметр, ваттметр, плоттер Боде, осциллограф), источники питания (генераторы напряжения и тока различной формы), устройства коммутации (ключи) и другие устройства, являющиеся элементами электронных схем. Схемы изображаются на наборном поле.

В Инспекторе объектов отражаются параметры элементов моделей, параметры моделирования, анализа и т.д.

Более подробно с основными правилами моделирования, изображения схем, проведения измерений можно ознакомиться в п. главного меню Помощь.

Проведение измерений при временном анализе

Основным прибором, позволяющим проводить измерения во временной области, является осциллограф, условное графическое изображение которого показано на рис. 32. Он имеет два канала А и В, заземленных одним из своих зажимов и подключаемых к источникам сигналов.

Рис. 32

Перед проведением временного анализа нужно нажать кнопку Свойства схемы  и установить параметры Масштаб времени и   (конечное время расчета в секундах). Поскольку моделирование проводится в реальном времени, масштаб времени принимается равным 1. Фиксация введенных параметров производится нажатием клавиши Enter.

Далее, путем последовательного нажатия клавиш  и  запускается процесс моделирования. При этом на экране появляется окно, в котором изображена лицевая панель виртуального осциллографа. В ее верхней горизонтальной части расположены кнопки  (включение маркеров),  (копирование осциллограммы в виде растрового рисунка, например, в текстовый файл), а также кнопки прерывания моделирования . В верхних вертикальных частях для каждого из каналов (А и В) имеются кнопки с соответствующими окнами управления масштабом вертикальной развертки луча и его смещения по вертикали, а также кнопка Автомасштаб. В нижней горизонтальной части панели расположены кнопки управления горизонтальной разверткой лучей с соответствующим окном и движок перемещения осциллограмм по горизонтальной оси.

Измерения производятся с помощью маркеров, активизируемых нажатием кнопки . При этом возникают две пары горизонтальных маркеров, служащих для измерения двух уровней каждого из сигналов (по каналам А и В), и пара горизонтальных маркеров, предназначенных для измерения временных интервалов. Уровни сигналов и их разность (в вольтах) отражаются в окнах Y1, Y2, Y1 — Y2, а моменты времени и соответствующий им временной интервал — в окнах X1, X2, X2 — X1.

После завершения процесса моделирования окно с лицевой панелью осциллографа нужно развернуть на весь экран монитора, с помощью движка сдвинуть влево (к началу отсчета) осциллограмму и с помощью клавиш вертикальной и горизонтальной развертки развернуть ее на весь экран, это обеспечит повышенную точность измерений.

При измерении уровня сигнала выбирается один из горизонтальных маркеров (например, верхний) и подводится к участку осциллограммы, интересующему наблюдателя. Результат измерения считывается в соответствующем окне (Y1 для верхнего маркера).

Измерение временных интервалов производится аналогично вертикальными маркерами. В этом случае левый маркер подводится к началу временного интервала, интересующего наблюдателя, правый маркер – к его концу. Результаты измерения — в окнах X1, X2, X2 — X1.

Проведение измерений при частотном анализе

Основным прибором, применяющимся при исследовании в частотной области, является плоттер Боде. Его условное графическое изображение, принятое в ASIMEC, приведено на рис. 33. Исследуемая цепь подключается к левым клеммам плоттера, а выходной сигнал подается на правые клеммы.

Рис. 33

Перед проведением частотного анализа нужно нажать кнопку Свойства схемы  и установить параметры nd (количество точек на декаде),  (начальная частота, Гц) и  (конечная частота, Гц). Фиксация введенных параметров производится нажатием клавиши Enter. Далее, путем последовательного нажатия клавиш  и  запускается процесс моделирования. При этом на экране появляется окно, в котором изображена лицевая панель плоттера Боде. В ее верхней горизонтальной части расположены кнопки  (включение лупы),  (перемещение),  (включение маркеров),  (копирование диаграмм Боде в виде растрового рисунка, например, в текстовый файл). Нажатие или отключение кнопок  и  приводит к воспроизведению диаграмм в виде точек или линий. Нажатием кнопок  и  включается логарифмическая шкала по оси частот и амплитуд. Кнопка  позволяет получить дискретный спектр для периодического сигнала.

Измерения производятся с помощью маркеров, активизируемых нажатием кнопки . При этом маркеры имеют вид пересекающихся горизонтальной и вертикальной линий. При движении их перекрестия вдоль какой-либо частотной характеристики рядом возникают две цифры, первая из которых соответствует измеряемой частоте (в Гц), а вторая — измеряемой амплитуде или фазе.

джутовая лента межвенцовая;эпин экстра инструкция;купить бсо для такси
Лабораторные и контрольные работы по электротехнике