Программа Electronics Workbench

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Января 2011 в 10:03, реферат

Описание работы

Разработка любого электронного устройства сопровождается физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их трудоёмкое исследование. Часто физическое моделирование просто невозможно из-за чрезвычайной сложности устройства, например, при разработке больших и сверхбольших интегральных микросхем. В этом случае прибегают к математическому моделированию с использованием средств и методов вычислительной техники. Например, известный пакет P-CAD содержит блок логического моделирования цифровых устройств, однако для начинающих, в том числе и для студентов, он представляет значительные трудности в освоении. Не меньшие трудности встречаются и при использовании системы DesignLab.

Файлы: 1 файл

Electronics Workbench теория(new).doc

— 943.50 Кб (Скачать файл)
  1. Батарея (напряжение) – является источником постоянного напряжения, диапазон возможных значений от мкВ до кВ.
  1. Источник  постоянного тока (ток) - диапазон возможных  значений от мкА до кА.
  1. Источник  переменного синусоидального напряжения - диапазон возможных значений среднеквадратичного  напряжения от мкВ до кВ, также возможно изменение частоты и фазы источника.
  1. Источник  переменного синусоидального тока - диапазон возможных значений среднеквадратичного тока от мкА до кА, также возможно изменение частоты и фазы источника.
  1. Источник  постоянного напряжения управляемый напряжением. Значение напряжения на выходе источника зависит от напряжения на входной клемме. Входное и выходное напряжения связаны коэффициентом усиления по напряжению, равным отношению выходного напряжения к входному. Диапазон возможных значений коэффициента усиления по напряжению от мкВ/В до кВ/В.
  1. Источник  постоянного тока управляемый напряжением. Значение тока на выходе источника  зависит от напряжения на входной  клемме. Входное напряжение и выходной ток связаны параметром, называемым переходной проводимостью, равным отношению выходного тока к входному напряжению. Диапазон возможных значений переходной проводимости от мА/В до кА/В.
  1. Источник  постоянного напряжения управляемый  током. Значение напряжения на выходе источника зависит от тока между  входными клеммами. Выходное напряжение и входной ток связаны параметром, называемым переходным сопротивлением, равным отношению выходного напряжения к входному току. Диапазон возможных значений переходного сопротивления от мОм до кОм.
  1. Источник  постоянного тока управляемый током. Значение тока на выходе источника зависит от тока между входными клеммами. Выходной ток и входной ток связаны параметром, называемым коэффициентом усиления по току, равным отношению выходного тока к входному току. Диапазон возможных значений коэффициента усиления по току от мА/А до кА/А.
  1. Источник  постоянного напряжения, более компактен  чем батарея. Значение напряжения +5 Вольт, соответствует бинарной "1" или логическому "True".
  1. Источник  постоянного напряжения, более компактен  чем батарея. Значение напряжения +15 Вольт, соответствует бинарной "1" или логическому "True".
  1. Генератор однополярных прямоугольных импульсов (амплитуда, частота, коэффициент заполнения).

Рисунок _ – Осциллограмма однополярных прямоугольных импульсов 
(частота 1 Гц, коэффициент заполнения 20%)

  1. Генератор амплитудно-модулированных сигналов (напряжение и частота несущей, коэффициент и частота модуляции).

Рисунок _ – Осциллограмма амплитудно-модулированного сигнала

  1. Генератор частотно-модулированных сигналов (напряжение и частота несущей, индекс и частота модуляции).

Рисунок _ – Осциллограмма частотно-модулированного сигнала

  1. Управляемый напряжением источник синусоидального  напряжения. Генератор использует входное постоянное или переменное напряжение в качестве независимой переменной в кусочно линеаризированной кривой, описанной парами значений (управляющее напряжение, частота). Входному напряжению соответствует определённая частота, и генератор производит синусоидальное напряжение с данной частотой.

    В случае если используется изменяющееся управляющее напряжение, то генератор в зависимости от него производит синусоидальное напряжение с линейным изменением частоты. Возможно изменение максимальных и минимальных значений выходного напряжения установкой значений Output peak high value и Output peak low value в диалоговом окне параметров компонента.

Рисунок _ – Осциллограмма синусоидального напряжения 
управляемого ступенчатым напряжением

Рисунок _ – Осциллограмма синусоидального напряжения 
управляемого переменным напряжением

  1. Управляемый напряжением источник пилообразного напряжения. Генератор использует входное постоянное или переменное напряжение в качестве независимой переменной в кусочно линеаризированной кривой, описанной парами значений (управляющее напряжение, частота). Входному напряжению соответствует определённая частота, и генератор производит пилообразное напряжение с данной частотой.

Рисунок _ – Осциллограмма пилообразного напряжения 
управляемого ступенчатым напряжением

    В случае если используется изменяющееся управляющее напряжение, то генератор в зависимости от него производит пилообразное напряжение с линейным изменением частоты.

Рисунок _ – Осциллограмма пилообразного напряжения 
управляемого переменным напряжением

    Возможно  изменение максимальных и минимальных  значений выходного напряжения установкой значений Output peak high value и Output peak low value в диалоговом окне параметров компонента.

  1. Управляемый напряжением источник прямоугольного напряжения. Генератор использует входное постоянное или переменное напряжение в качестве независимой переменной в кусочно линеаризированной кривой, описанной парами значений (управляющее напряжение, частота). Входному напряжению соответствует определённая частота, и генератор производит прямоугольное напряжение с данной частотой.

Рисунок _ – Осциллограмма прямоугольного напряжения 
управляемого ступенчатым напряжением

    В случае если используется изменяющееся управляющее напряжение, то генератор в зависимости от него производит прямоугольное напряжение с линейным изменением частоты.

Рисунок _ – Осциллограмма прямоугольного напряжения 
управляемого переменным напряжением

    Возможно  изменение максимальных и минимальных  значений выходного напряжения установкой значений Output peak high value и Output peak low value в диалоговом окне параметров компонента.

  1. Управляемый генератор импульсов. На вход элемента поступает постоянное или переменное напряжение, на выходе – импульсы определённой ширины, которая находится из кривой напряжения подаваемого на вход. Выход переключается в верхнее значение при подаче на вход значения, превышающего установленный порог срабатывания. Верхнее и нижнее значения импульса, порог срабатывания, задержка, время скачка импульса могут устанавливаться в таблице значений.

    Ширина  импульса контролируется напряжением, подаваемым на CONTROL VOLTAGE (+) вход (пример схемы см. HELP и рисунок ___).

    Когда используется переменное управляющее  напряжение (двухкоординатные пары) генератор производит линейное изменение частоты пульсации, в зависимости от контрольного сигнала на CLOCK входе. Когда число координатных пар превышает 2, изменение частоты пульсации производится кусочно линейно.

    Вход CLEAR (с) или сбрасывает установленное  значение, или запрещает работу генератора при наличии сигнала высокого уровня. Изменение формы управляющего напряжения приведёт к широтно-импульсной модуляции.

 

Рисунок _ – Схема включения управляемого генератора импульсов 

Рисунок _ – Осциллограмма сигналов управляемого 
генератора импульсов

  1. Программно  управляемый источник напряжения. Этот источник позволяет формировать напряжение, изменяющееся во времени непериодически. Для этих целей необходима таблица в которую записывается пара значений: время и соответствующее ему значение напряжения, каждая пара показывает значение напряжения источника в конкретный момент времени (см. HELP).

    Для того чтобы использовать данный компонент  необходимо переместить его в окно цепи, двойным щелчком левой кнопки мыши открыть диалоговое окно данного компонента и указать путь к текстовому файлу с таблицей значений. Компонент имеет две клеммы и ведёт себя как источник напряжения, когда источник включен в цепь, он считывает данные из файла и генерирует форму сигнала, определённую текстом этого файла.

    При внесении данных в файл необходимо соблюдать ряд правил приведённых в таблице ___.

    Таблица __

Ошибки  в наборе таблицы Реакция компонентов
Нет пробела  в начале строки Строка игнорируется
Нецифровая  строка Строка игнорируется, последующие правильно введённые  данные будут обработаны
Нет пробела  между временем и напряжением Строка игнорируется
Лишний  пробел перед правильно введённой  строкой Строка будет  обработана

    При использовании источника необходимо иметь ввиду следующее:

    • Если первой точке соответствует ненулевой  момент времени, генератор будет производить напряжение первой точки с нулевого момента времени до первого, указанного в таблице.
    • После последней точки, генератор будет производить напряжение, равное последней записи в таблице до окончания опыта.
    • Между входными точками генератор выдаёт напряжение, вычисленное с помощью линейной интерполяции.
    • Компонент может использовать несортированные по времени данные. Перед началом опыта они будут отсортированы автоматически.
    • Если в компоненте не указано имя файла, то компонент рассматривается как короткозамкнутый.
    • Простой способ создать входной файл, это использовать компонент Write Data. Если Вы снимали форму сигнала с нескольких узлов и затем используете полученный файл с помощью PWL, то на выходе будет напряжение той формы, что была снята с узла №1.

Рисунок _ – Осциллограмма сигналов программно управляемого 
источника напряжения

  1.  Управляемый  напряжением источник кусочно- линейного напряжения. Этот источник позволяет контролировать форму выходного сигнала, для чего в таблице значений записываются координатные пары (X,Y). Координаты X – входные значения напряжения, Координаты Y – выходные значения напряжения. Выход связан с входными значениями. Для увеличения сходимости моделирования, элемент обеспечивает сглаживание сигнала относительно координатных пар. Если сглаживающая область установлена равной 10%, то моделирующее устройство допустит сглаживание радиуса около каждой координатной точки на 10% длины меньшего отрезка над или под каждой координатой. Вне границ, заданных входными координатами источник продлевает наклон, найденный между двумя начальными и двумя конечными координатными парами. Результатом этого может стать нереально большие (или нереально малые) значения выходного напряжения. Поэтому необходимо иметь в виду, что данный источник не имеет ограничений на выходное напряжение.
 

Рисунок _ – Схема с источником кусочно-линейного напряжения 
управляемого напряжением

    В схеме на рисунке ___ использован источник, выходное напряжение которого является квадратом входного. Для этого были заданы следующие координатные пары: 0 и 0 (первая), 1 и 1 (вторая), 2 и 4 (третья), 3 и 9 (четвёртая), 4 и 16 (пятая), а сглаживание было установлено равным 10%

Рисунок _ – Осциллограмма сигналов источника кусочно-линейного 
напряжения управляемого напряжением

  1. Источник  частотно модулированного сигнала: "частота при нажатой клавише". Элемент используется при моделировании цифровых систем связи, как, например, низкоскоростные модемы (например 1200 бод и меньше). В этой системе входной сигнал высокого цифрового уровня или логическая единица (устанавливается в таблице значений F1) преобразуется в сигнал с частотой 1200Гц, сигнал низкого уровня или логический ноль (F2) преобразуется в сигнал с частотой 2200Гц.
 

Рисунок _ – Осциллограмма частотно модулированного сигнала

  1. Полиноминальный источник напряжения (коэффициенты полинома). Этот источник используется для исследования поведения аналоговых систем и имеет три входа (V1, V2, V3). Напряжение на выходе вычисляется по формуле: VOUT=A+B*V1+ C*V2+ D*V3+ E*V1*V1+ F*V1*V2+ G*V1*V3+ H*V2*V2+ I*V2*V3+ J*V3*V3+ K*V1*V2*V3, которая устанавливает связь входных напряжений. Коэффициенты полинома задаются в окне параметров источника. Например, для реализации суммы квадратов входных напряжений необходимо установить коэффициенты Е, Н, J равными единице, а остальные назначить равными нулю.

Информация о работе Программа Electronics Workbench