Методические указания для практических занятий по дисциплине мдк. 02. 01
 Скачать 7.37 Mb.
|
|
Basic ) содержит модели управляемых компонентов: механические переключатели на два направления, способные переключаться нажатием клавиши на клавиатуре ПЭВМ. Клавиша, управляющая могут использоваться для сопряжения аналоговых схем с цифровыми схемами, а также для управления исполнительны ми органами электромеханических систем. Дня данных переключателей посредством диалогового окна назначаются пороги включения (У оп или I on ) и выключения (Y off или I off ). Порог включения определяет условие замыкания переключателя, а порог выключения - условие его размыкания. 213 Порог включения выбирается, как правило, выше порога выключения, что обеспечивает гистерезисную передаточную характеристику и надежность работы переключателя; источники напряжения и тока, управляемые напряжением или током позволяют построить макромодели сложных электронных узлов с привлечением минимального числа компонентов их эквивалентных схем. Посредством диалогового окна для каждого из четырех разновидностей управляемых источников задается коэффициент пропорциональности значений выходного и входного параметров: для источника тока, управляемого током, назначается коэффициент усиления по току Р=1вых/1вх (А/А) для источника тока, управляемого напряжением, задается крутизна G = 1вых/1вх (А/В); для источника напряжения, управляемого током, устанавливается транзисторный коэффициент И=У В ых/1вх (В/А); источник напряжения, управляемый напряжением, характеризуется коэффициент усиления по напряжению Е=Увых/У вх (В/В). Коэффициенты F и Е - безразмерные, G имеет размерность сименс, а Н - Ом; сложной функциональной зависимостью от нескольких аргументов. Остальные разделы магазина компонентов содержат элементы и узлы цифровых схем, а также аналого-цифровые и цифро- аналоговые преобразователи для сопряжения аналоговых и цифровых схем. 1.4. Панель инструментов Панель измерительных приборов содержит семь позиций ( рис.3) Кроме того, имеются вольтметр и амперметры, расположенные в магазине компонентов. Мультиметр предназначен для измерения напряжения, тока, сопротивления или ослабления сигнала в децибелах между двумя контрольными точками Порядок манипуляции органами управления мультиметра и других описан в разделе 2. Функциональный генератор является источником напряжения, который вырабатывает аналоговый сигнал синусоидальной, прямоугольной или треугольной формы. Органами управления этого прибора можно настроить частоту, коэффициент заполнения (отношение длительности сигнала к периоду), амплитуду и постоянную составляющую выходного напряжения. Осциллограф используется для визуального наблюдения электрических сигналов в функции времени, измерения их амплитудных и временных параметров (длительности, времени задержки, периода повторения и пр.). Осциллограф снабжен двумя входными зажимами (каналы А и В) и позволяет наблюдать одновременно два сигнала в двух различных узлах схемы. Частотный характериограф позволяет измерять амплитудно- и фазочастотную характеристики (АЧХ и ФЧХ) схемы (получать диаграммы Боде). АЧХ представляет собой отношение напряжений в двух контрольных точках в функции изменяющейся частоты, причем отношение напряжений представляется в логарифмическом масштабе (в децибелах). ФЧХ представляет собой зависимость от частоты разности фаз двух напряжений в градусах. Генератор слов применяется для исследования цифровых схем. Он вырабатывает восемь последовательностей цифровых двоичных сигналов, периодически повторяющихся каждые шестнадцать тактов, а также тактовые импульсы, которые можно использовать для 214 синхронизации проверяемой схемы. Информационное содержание последовательностей можно задавать по желанию пользователя. Логический анализатор служит для развертки во времени восьми цифровых сигналов при исследовании цифровых схем. Этот прибор подобен 8-канальному осциллографу для одновременного наблюдения цифровых сигналов в восьми различных узлах схемы. Логический преобразователь, входящий в состав панели приборов, в зависимости от назначенного его органами управления режима способен преобразовывать логические функции из одной формы представления в другую и синтезировать схемы комбинационной логики по заданной булевой функции. 1.5. Опорное меню Строка опорного меню Electronics Workbench расположена в верхнем левом углу монтажного стола (рис. 1). Опорное меню включает пункты: File Файл Edit Редактирование Circuit Схема Analysis Анализ Window Окно Help Помощь Выбрать пункт из меню можно либо щелчком на его имени, либо одновременным нажатием клавиши ALT и подчеркнутого символа в имени пункта (например, чтобы открыть пункт Circuit следует ввести ALT+C). Выбор пункта приводит к бокса команд этого пункта, выбор команды осуществляется аналогично. Если имя команд тусклое , то команда недоступна. Пункт File включает команды для работы с файлами: Перечисленные команды являются обычными командами WINDOWS. Команда Print Setup дает дополнительную возможность назначения альтернативного принтера, не указанного в панели управления WINDOWS, а также выбора ориентации печатаемого изображения, размера бумаги и насыщенности распечатки с помощью диалогового окна. Команда Activate запускает программу моделирования, «включая» питание схемы. Запуск можно также осуществить щелчком на выключателе питания в верхнем правом углу монтажного стола. Команда Stop используется для остановки моделирования. К тому же результату приводит щелчок на выключателе питания. Команда Pause/Resume предназначена дня временного прерывания моделирования и его возобновления с точки останова. Команда Label применяется для позиционного обозначения предварительно выделенного компонента посредством диалогового окна. После введения позиционного обозначения диалоговое окно закрывается щелчком на клавише ОК. Пункт Circuit и Analysis открывают команды, с помощью которых построение схемы и задаются директивы моделирования Команда Value предназначена для указания значения параметра предварительно выделенного щелчком на его изображении компонента с помощью появляющегося диалогового окна. После того, как значение будет напечатано, необходимо щелкнуть на клавише Accept. 215 Команда Model устанавливает тип модели компонента посредством диалогового окна Обычно тип компонента выбирается из числа имеющихся в библиотеке моделей, однако имеется возможность создания собственных моделей. Команда Zoom предназначена- для увеличения размеров изображения предварительно выделенного прибора или раскрытия структуры подсхемы. Команде Zoom соответствует также двойной щелчок на изображении прибора. Команда Rotate позволяет изменять ориентацию компонента, поворачивая его изображение на 90° по часовой стрелке. Вольтметр и амперметр этой командой не вращаются, однако изменяется ориентация их выводов. Команда Fault создает дефектный компонент для обучения поиску неисправностей в схеме. После выбора этой команды следует указать посредством диалогового окна характер дефекта: Open circuit (холостой ход -разрыв цепи) или Short circuit (короткое замыкание). Устранение дефекта достигается выбором режима None (Нет) из меню данной команды. Команда Subcircuit предназначена для объединения части собранной схемы в самостоятельный функциональный узел, подобный интегральной микросхеме, который будет размещен в разделе Customs магазина компонентов. Для создания подсхемы сначала необходимо собрать ее из имеющихся компонентов на рабочем поле монтажного стола, выделить компоненты подсхемы, а затем выбрать команду Subcircuit. В появившемся диалоговом окне печатается имя подсхемы и одновременно указывается режим копирования компонентов в подсхему (с изменением или сохранением взаимного расположения компонентов), после чет изображение подсхемы появляется в разделе Customs магазина, а изображения входящих в подсхему компонентов на рабочем поле заменяются изображением подсхемы. При этом все внешние подключения компонентов подсхемы становятся выводами подсхемы. В дальнейшем подсхема может корректироваться после двойного щелчка на ее УГО совершенно аналогично редактированию основной схемы на рабочем поле. Новые выводы подсхемы образуются при перетаскивании проводника от внутреннего компонента подсхемы к краю подсхемы, при этом клавиша мыши отпускается после появления на краю подсхемы маленького кружочка. Команда Wire color устанавливает цвет предварительно выделенного проводника (см. п.2.2). Команда Preferences позволяет настроить рабочее поле монтажного стола и внешний вид схемы. Данная команда предусматривает следующие директивы: Show grid - щелчок на этой опции показывает точечную координатную сетку рабочего поля; Use grid - щелчок на этой опции включает использование координатной Show labels - включает отображение на рабочем поле позиционных обозначений компонентов, которые появляются рядом с их УГО; Show values и Show models применяются для отображения на рабочем поле значений параметров и типов моделей компонентов. Следует отмстить, что данные опции не выполняются, если в наборе команд Restrictions пункта Circuit назначено «Hide values and models restrictions» («Скрыть значения параметров и модели») Пункт Analysis options включает команды, устанавливающие виды выполняемых анализов, точность расчетов и особенности отображения результатов (см. п.п. 3.1, 3.2). Пункт Restrictions содержит команды ограничения: Hide values find models скрыть значение компонентов. Данный прием может использоваться идентификацию скрытых величин путем тестирования схемы; Hide subcircuits - скрыть все подсхемы. Данная команда превращает подсхемы в «черные ящики» с неизвестной структурой, восстановление которой может составить суть задания студенту; Hide parts bin - скрыть магазин компонентов - ограничивает доступ к магазину компонентов, предлагая студенту для выполнения задания ограничиться набором компонентов, уже имеющемся на рабочем поле; 216 Hide unused instruments - скрыть неиспользуемые приборы. Команда не позволяет доставать с панели приборов дополнительные объекты и предлагает ограничиться при проведении измерений теми из них, которые уже размещены на рабочем поле; Hide faults - скрыть дефекты. Команда отменяет выделение ранее «испорченного» компонента, после чего внешне этот компонент не будет отличаться от исправных; Password - пароль. Команда предотвращает несанкционированную отмену ограничений кем- либо, кроме автора ограничений. После первого же сохранения схемы доступ к диалоговому окну Restriction посредством ввода пароля. Пункт Window опорного меню предлагает команды управления окнами программы Electronics Workbench: Arrange (Ctrl+W) Упорядочивание 1 Circuit Схема 3 Description (Ctrl+D) Описание Команда Arrange позволяет аккуратно расположить на рабочем столе поле монтажного стола открытые окна программы (раскрытые приборы, описание). Для этого окна перемещаются примерно туда, где их хотелось бы видеть, после чего выбирается команда Arrange. Команда Circuit выводит рабочее поле на передний план. Команда Description позволяет разместить текстовый комментарий к схеме на английском языке в окне описания. Пункт Help предоставляет быструю контекстно-зависимую справку по использованию программы. 2.МОНТАЖ СХЕМЫ 2.1. Размещение и обозначение компонентов Манипуляции с виртуальными компонентами осуществляются с помощью мыши и клавиатуры. Количество однотипных компонентов, извлекаемых из магазина компонентов, не ограничено. Для размещения на рабочем поле монтажного стола нужного компонента указатель подводится мышью к пиктограмме соответствующего раздела магазина компонентов (рис.2) и выполняется щелчок левой клавишей мыши. Это приводит к активизации раздела и появлению его содержимого в магазине компонентов слева от рабочего поля. После этого указатель подводится к УГО нужного компонента и нажимается левая клавиша мыши. Далее , не отпускается клавиши УГО переносится на рабочее поле, где клавиша отпускается, когда выделяется красным цветом. Для выделения более одного компонента при нажатой клавише SHIFT на клавиатуре выполняется щелчок на всех выделяемых компонентах. К такому же результату приводит щелчок правой клавишей мыши без использования клавиатуры. Для выделения группы объектов можно также, установив указатель слева и выше самого левого объекта в группе, переместить указатель по диагонали вправо и вниз. По мере перемещения появится расширяющийся прямоугольник. Когда прямоугольник захватит все объекты группы, левую клавишу мыши можно отпустить. Выделение компонентов используется для указания их типономиналов, удаления, перемещения. После размещения компонента в желаемой позиции его изображение можно ориентировать с помощью команды вращения для того, чтобы получить более читаемую конфигурацию схемы без излишних пересечений проводников. Вращение выделенного объекта или группы компонентов на 90 0 выполняется командой Rotate (Вращение) из меню Circuit (Схема). Этой же команде соответствует нажатие двух клавиш - Ctrl и R (Ctrl+R). Для указания позиционного обозначения и типономинала выделенного компонента используются команды Model (Модель), Label (Обозначение) и Value (Значение) из меню Circuit. Командам Model u Value эквивалентны двойные щелчки на изображении компонента или с клавиатуры Ctrl+M и Ctrl+U соответственно. Если обозначения компонентов до указанных команд не были заданы. то сначала появляется диалоговое окно Label. Для компонентов имеющих сложные модели (например, для транзисторов), по умолчанию устанавливаются идеальные модели. Замена модели компонента производится с помощью диалогового окна модели, которое появляется после команды Model (Clrl+M). Диалоговое окно предлагает 217 перечень моделей компонентов, из которого выбирается нужный и нажимается клавиша ОК. Таблицы соответствия зарубежных типов компонентов отечественным приведены в Приложениях А...Д. После назначения типономиналов компонентов рядом с их УГО на рабочем поле монтажного стола появляются их позиционные обозначения и номиналы (или типы для активных компонентов). Если эти данные на рабочем поле не обязательны, то их можно скрыть командой «Hide values and models» («Скрытие значений и моделей») в диалоговом окне Restrictions (Ограничения) из меню Circuit. Выделенный компонент можно удалить с рабочего поля или нажатием клавишей DEL или перетащив УГО компонента назад в магазин компонентов. - Выполнение межсоединений Когда все нужные компоненты окажутся на рабочем поле монтажного стола, их выводы необходимо соединить друг с другом в соответствии с электрической принципиальной схемой. Соединение выводов двух компонентов выполняется указателем с помощью мыши. Для этого указатель подводится к выводу одного компонента (при этом вывод выделится), нажимается левая клавиша мыши и при нажатой клавише указатель подводится по кратчайшему нуги к нужному выводу другого компонента. По мере перемещения указателя за ним следует линия подводимого проводника. Когда указатель окажется на нужном выводе, последний также выделится. Тогда клавиша отпускается и линия связи автоматически трассируется между двумя выделенными выводами компонентов. При необходимости, например если линии располагаются слишком близко друг к другу или проходят над УГО компонентов, проводник можно переместить, указав проводник щелчком мыши и перетащив его после появления на месте указателя двунаправленной стрелки. Для соединения двух проводников и создания контрольных точек в схеме используется УГО соединителя (точки), представляющее собой зачерненный кружок в разделе пассивных компонентов. Соединитель имеет четыре ортогонально ориентированных вывода, которые можно использовать для подключения четырех проводников по одному с каждой стороны. Соединители создаются автоматически при перетаскивании проводника от какого-либо вывода компонента к данному проводнику. Клавиша мыши отпускается после появления на изображении проводника кружочка в точке подключения. Проводники можно выполнить линиями разного цвета командой Wire color (Цвет проводника) из меню Circuit, либо выбором цвета после двойного щелчка на изображении проводника. Если данным проводником к контрольной точке подключается вход виртуального осциллографа или логического анализатора, то этим же цветом будет окрашена соответствующая сигналограмма на экране прибора. Если необходимо удалить проводник, то следует указать вывод компонента, куда подключен этот проводник, так, чтобы этот вывод выделился, и, нажав левую клавишу мыши, оттащить проводник от вывода и отпустить клавишу. Если убрать компонент или прибор с рабочего поля в магазин компонентов или на панель приборов, то все линии связи, подключенные к этому объекту также исчезнут. Линия связи может получиться неровной из-за неточного по горизонтали и вертикали взаимного позиционирования компонентов и приборов. Для выравнивания линий связи можно выделить объект и скорректировать его позицию с помощью мыши. Один из узлов схемы, потенциал которого принимается равным нулю, должен быть заземлен путем подключения к нему УГО Ground (Земля ) из раздела пассивных компонентов магазина. - Подключение и настройка измерительных приборов Измерительные приборы, точнее их пиктограммы, хранятся на панели приборов выше рабочего поля монтажного стола. Для подключения нужного прибора его пиктограмма с помощью мыши переносится на рабочее поле. Зажимы прибора подключаются к контрольным точкам схемы аналогично остальным соединениям в схеме. Каждый из приборов имеется на панели в единственном экземпляре, поэтому при переносе его на рабочее поле место на панели остается свободным. 218 Кроме того, в магазине компонентов имеются вольтметры и амперметры, количество которых не ограничено. После подключения каждого прибора выполняется его настройка под конкретный режим анализа. С этой целью изображение прибора увеличивают путем выделения прибора и выполнения команды |