Программа Electronics Workbench

Рисунок _ – Схема включения полиноминального источника напряжения 

Рисунок _ – Осциллограмма напряжений (V_OUT=V₁+V₂+V₃)

23. Нелинейный  источник. Данный источник следует  использовать в качестве одиночного для моделирования поведения  устройства или сложной системы. Подобный источник позволяет создавать сложную модель, путём ввода математического выражения устанавливающего связь выходного напряжения и четырёх входных напряжений и двух входных токов.

    Выражения могут содержать следующие операции : +, -, *, /, Ù, а также функции: abs, sin, asin, sinh, asinh, cos, acos, cosh, acosh, tan, atan, atanh, exp, ln, log, sqrt, u, uramp. Функции u (шаг функции) и uramp (интеграл от шага функции) позволяют задавать кусочные функции:

    

    Если  аргумент логарифма, натурального логарифма  или квадратного корня меньше нуля, то аргумент будет взят по модулю. В случае же, если делитель дроби  станет равным 0, или аргумент логарифма  станет нулевым, будет выдано сообщение об ошибке. В этом источнике, если в качестве переменной указано напряжение (V), то на выходе будет напряжение, а если в качестве переменной указан ток (I), то на выходе будет ток. В модель могут быть включены как переменные, так и постоянные токи и напряжения.

 

Рисунок _ – Схема включения нелинейного источника 

Рисунок _ – Осциллограмма напряжений (V_OUT=V₁^3)

4. Осциллограф

     Лицевая панель осциллографа показана на рисунке 4. Осциллограф имеет два канала (CHANELL) А и В с раздельной регулировкой чувствительности в диапазоне от 10 мкВ/дел (mV/Div) до 5 кВ/дел (kV/Div) и регулировкой смещения по вертикали (Y POS). Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок АС, 0, DC. Режим АС предназначен для наблюдения только сигналов переменного тока (режим "закрытого входа", в этом режиме на вход усилителя включается разделительный конденсатор, не пропускающий постоянную составляющую). В режиме 0 входной зажим замыкается на землю. В режиме DC (включен по умолчанию) можно проводить измерения как постоянного, так и переменного тока (режим "открытого входа"). С правой стороны от кнопки DC обоих каналов расположены их входные зажимы.

Рисунок 4 - Осциллограф

     Режим развёртки выбирается кнопками Y/T, B/A, A/B. В режиме Y/T (включен по умолчанию) реализуются следующие режимы развёртки: по вертикали - напряжение сигнала, по горизонтали - время; в режиме B/A: по вертикали - сигнал канала В, по горизонтали - А; в режиме A/B: по вертикали - сигнал канала А, по горизонтали - В.

     В режиме Y/T длительность развёртки (TIME BASE) может быть задана в диапазоне от 0,1 нс/дел (ns/div) до 1 с/дел (s/div) с возможностью установки смещения в тех же единицах по горизонтали, т.е. по оси Х (X POS).

     В режиме Y/T предусмотрен также ждущий режим (TRIGGER) с запуском развёртки (EDGE) по переднему или заднему фронту запускающего сигнала (соответствующие кнопки) при регулируемом уровне (LEVEL) запуска, а также в режиме AUTO (от канала А или В), от канала А, от канала В или от внешнего источника (EXT), подключаемого к зажиму в блоке управления TRIGGER.

     Заземление  осциллографа осуществляется с помощью  клеммы GROUND в правом верхнем углу прибора.

     При нажатии на кнопку ZOOM лицевая панель осциллографа существенно меняется - увеличивается размер экрана, появляется возможность прокрутки изображения по горизонтали и его сканирования с помощью вертикальных визирных линий (синего и красного цвета), которые за треугольные ушки (обозначены цифрами 1 и 2) могут быть курсором установлены в любое место экрана. При этом в индикаторных окошках под экраном приводятся результаты измерения напряжения, временных интервалов и их приращений.

     Изображение можно инвертировать нажатием кнопки REVERSE и записать данные в файл нажатием кнопки SAVE. Возврат к исходному состоянию осциллографа - нажатие кнопки REDUCE.

5. Группа компонентов Indicators

Рисунок 5 - Группа компонентов Indicators

1. Вольтметр (внутреннее сопротивление, режим измерения  постоянного или переменного тока).

2. Амперметр (внутреннее сопротивление, режим измерения  постоянного или переменного тока).

3. Лампа накаливания (напряжение, мощность).

4. Светоиндикатор (цвет свечения).

5. Семисегментный  индикатор (тип) (см. HELP).

6. Семисегментный  индикатор с дешифратором (тип) (см. HELP).

7. Звуковой  индикатор (частота звукового сигнала, напряжение и ток срабатывания).

8. Линейка из десяти независимых светодиодов (напряжение, номинальный и минимальный ток).

9. Линейка из десяти светодиодов со встроенным преобразователем (минимальное и максимальное напряжения).

6. Измеритель  АЧХ И ФЧХ

     Измеритель  АЧХ И ФЧХ (рисунок 6) предназначен для анализа амплитудо-частотных (при нажатой кнопке MAGNITUDE) и фазо-частотных (при нажатой кнопке PHASE) характеристик при логарифмической или линейной шкале по осям Y (VERTICAL) и X (HORISONTAL). Боде-плоттер назван по имени автора, американского радиоинженера Г. Боде. (Не путайте с французским изобретателем буквопечатающего телеграфного аппарата Ж.М.Э.Бодо, по имени которого назван аппарат и единица скорости передачи сигналов "Бод"). 

Рисунок 6 - Измеритель АЧХ и ФЧХ

     Настройка измерителя заключается в выборе пределов измерения коэффициента передачи и вариации частоты с помощью кнопок в окошках F - максимальное и I - минимальное значения. Значение частоты и соответствующее ей значение коэффициента передачи или фазы индицируется в правом нижнем углу измерителя. Значения указанных 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.

     Подключение прибора к исследуемой схеме  осуществляется с помощью зажимов IN (вход) и OUT (выход). Левые клеммы зажимов подключаются соответственно к входу и выходу исследуемого устройства, а правые - к общей шине.

7. Функциональный  генератор

     Функциональный генератор (рисунок 7) позволяет с помощью кнопок лицевой панели выбирать форму выходного сигнала: синусоидальную, треугольную и прямоугольную.

Рисунок 7 - Функциональный генератор

• FREQUENCY - установка частоты выходного сигнала;
• DUTY CYCLE - установка коэффициента заполнения в %: для импульсных сигналов это отношение длительности импульса к периоду повторения - величина обратная скважности, для треугольных сигналов - соотношение между длительностями переднего и заднего фронта;
• AMPLITUDE - установка амплитуды выходного сигнала;
• OFFSET - установка смещения (постоянной составляющей) выходного сигнала.
• В самом низу лицевой панели представлены выходные зажимы. При заземлении клеммы COM (общий) на клеммах "-" и "+" получаем парафазный сигнал.

8. Группы компонентов Analog Ics, Mixed Ics, Digital ICs

Рисунок 8 - Группы компонентов Analog Ics, Mixed Ics, Digital ICs

8.1 Analog Ics - аналоговые микросхемы:

1. Линейная  модель операционного усилителя.

2. Нелинейная  модель операционного усилителя.

3. Дополнительные  типы операционных усилителей.

4. Дополнительные  типы операционных усилителей.

5. Компаратор  напряжения.

6. Микросхема  для систем фазовой автоподстройки частоты, состоящая из фазового детектора, фильтра нижних частот и управляемого напряжением генератора.

8.2 Mixed Ics - микросхемы смешанного типа:

1. 8-разрядный  АЦП.

2. 8-разрядный  ЦАП с внешними опорными источниками  тока и парафазным выходом.

3. 8-разрядный  ЦАП с внешним опорным источником  напряжения.

4. Моностабильный мультивибратор.

5. Популярная  микросхема многофункционального таймера 555 (отечественный аналог КР1006ВИ1).

    8.3 Digital Ics - цифровые микросхемы:

     В этой группе собраны модели цифровых ИМС серий SN74 и CD4000 (отечественные  ИМС серий 155 и 176 соответственно). Для конкретных микросхем вместо символов хх ставятся соответствующие номера.

9. Группа  компонентов Transistors

Рисунок 9 - Группа компонентов Transistors

1. Биполярные  транзисторы n-p-n и p-n-p типа.

2. Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором, n-канальные с обогащённой подложкой и p-канальные с обеднённой подложкой, с раздельными или соединёнными выводами подложки и истока.

3. Полевые МОП-транзисторы  с изолированным затвором, n-канальные  с обогащённым затвором и p-канальные с обеднённым затвором, с раздельными или соединёнными выводами подложки и истока.

4. P-канальный  и n-канальные арсенид-галлиевые  полевые транзисторы.

10. Группа  компонентов Diodes

Рисунок 10. - Группа компонентов Diodes

1. Полупроводниковый диод (тип).

2. Стабилитрон (тип).

3. Светодиод (тип).

4. Выпрямительный  мост (тип).

5. Диод Шокли (тип).

6. Тиристор  или динистор (тип).

7. Симметричный  динистор или диак (тип).

8. Симметричный  тринистор или триак (тип).

11. Группы  компонентов Logic Gates, Digital

Рисунок 11 - Группы компонентов Logic Gates, Digital

    Logic Gates - логические элементы:

1. Логический  элемент - И.

2. Логический  элемент - ИЛИ.

3. Логический  элемент - НЕ.

4. Логический  элемент - ИЛИ-НЕ.

5. Логический  элемент - И-НЕ.

6. Логический  элемент - ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

7. Логический  элемент - ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ.

8. Логический  элемент - тристабильный буфер.

9. Логический  элемент - буфер.

10. Логический  элемент - инвертор.

11. Цифровые  ИМС ТТЛ- и КМОП- серий.

    Digital - цифровые микросхемы:

1. Полусумматор.

2. Полный  сумматор.

3. RS-триггер.

4. JK-триггеры  с прямым или инверсным тактовым  входом и входами предустановки.

5. D-триггеры  без предустановки и с входами  предустановки.

6. Серийные  микросхемы мультиплексоров, декодеров/демультиплексоров, кодеров, элементов арифметико-логических устройств.

12. Логический  преобразователь (Logic Converter)