Источник синусоидального напряжения (Sine source).

Параметры модели этого источника задаются по директиве: .MODEL <имя модели> SIN ([список параметров]). Параметры модели источника синусоидального напряжения приведены в табл. 2.1.1., а его форма — на рис.2.1.1.

Таблица 2.1.1.

Параметры модели источника синусоидального напряжения

Обозначение	Параметр	Размерность	Значение по умолчанию
F	Частота	Гц	106
A	Амплитуда	В	1
DC	Постоянная составляющая	В	0
PH	Начальная фаза	рад	0
RS	Внутреннее сопротивление	Ом	0,001
RP	Период повторения затухающего сигнала	с	0
TAU	Постоянная времени изменения амплитуды сигнала по экспоненциальному закону	с	0

П

4

римечание.Амплитуда сигнала в режиме анализа АС принимается равной 1В.

Рис. 2.1.1. Синусоидальный сигнал

Источник импульсного напряжения (Pulse source).

Параметры модели этого источника задаются по директиве: .MODEL <имя модели> PUL ([список параметров]). Параметры модели источника импульсного напряжения приведены в табл. 2.1.2., а его форма на рис. 2.1.2.

Таблица 2.1.2.

Параметры модели источника импульсного напряжения

Обозначение	Параметр	Размерность	Значение по умолчанию
VZERO	Напряжение низкого уровня	В	0
VONE	Напряжение высокого уровня	В	5
5 P1	Начало переднего фронта	с	10-7

Выбрать серию ИС для электрической цепи с учётом данных из табл. 2.

3.3. Для выполнения задания по п. 1.2, исследовать с помощью осциллографа приведённые ниже цепи, определив все параметры сигналов:

1) гармонический косинусоидальный сигнал, имеющий параметры: U_m = 1 В, f = 50 Гц, внутреннее сопротивление источника сигнала 1 Ом и сопротивление внешней нагрузки 100 Ом. Указать начальную фазу сигнала. Вычислить среднеарифметическое, средневыпрямленное и среднеквадратичное значения напряжения полученного сигнала.

2) импульсный сигнал с параметрами: f = 1 кГц, _ф = _с = 100 нс, u_l = 0,3 В и u_h = 2,4 В при Q = 2 и нагрузке 100 Ом. Определить амплитуду полученного сигнала. Проверить соответствие параметров сигнала на временной диаграмме заданию, в т.ч. что получен сигнал "меандр" (имеющий скважность два).

4. Указания к обработке результатов наблюдений

4.1. Уметь объяснить выполненные вычисления и результаты наблюдений как с помощью аналитических выражений, так и их физическую суть применительно к электрическим сигналам.

58

2.2. Для исследования работы электрических схем также разработаны пакеты, имитирующие работу с помощью измерительных приборов. Одним из распространённых в нашей стране ППП такого класса является пакет Electronics WorkBench. Он предоставляет Пользователю имитировать работу с различными классами измерительных приборов. В данной работе используется осциллограф (Oscilloscope), - прибор для наблюдения электрических сигналов во времени. Исследуемый сигнал подаётся на вход канала вертикального усиления (вход Y), а сам прибор автоматически выполняет развёртку во времени - движение светящейся точки по горизонтали экрана прибора. На экране представляется изображение сигнала в декартовой системе координат (время/напряжение).

Для выполнения работы могут быть использованы пакеты WorkBench 4.х или 5.х.

3. Указания к выполнению работы

3.1. Получаемые в ходе работы результаты объяснять преподавателю.

3.2. Для выполнения задания по п.п. 1.1 реализовать его содержательную часть. Установить внутри такта сигналы в виде "0"/"1" следующим образом. Для Х: 50 нс + 50 нс; для Y: 80 нс + 20 нс; для Z: 40 нс + 50 нс + 10 нс; для V: 60 нс + 35 нс + 5 нс.

57

Продолжение табл. 2.1.2.

P2	Начало плоской вершины импульса	с	1,1•10-7
P3	Конец плоской вершины импульса	с	5•10-7
P4	Момент достижения VZERO	с	5,1•10-7
P5	Период повторения	с	10-6

Примечание. Амплитуда сигнала в режиме анализа АС принимается равной 1В.

Рис. 2.1.2. Описание импульсного сигнала в формате MC5.

2

6

.2. При выполнении п. 1.1 следует помнить, что электрическое напряжение переменного тока u(t) за период T может быть измерено и представлено различным образом [2, с. 49-52]:

в виде среднеарифметического значения выражением:

; (2.2.1.)

в виде средневыпрямленного значения выражением:

; (2.2.2.)

в виде среднеквадратичного значения выражением:

. (2.2.3.)

Г

7

армонический сигнал описывается выражением u(t) = U_msin(t + ₀) c указанием смещения исходного (нулевого) положения ₀ относительно начала системы координат (рис. 3). Здесь U_m -это амплитуда сигнала, т.е. максимальное отклонение от нулевой линии. Круговая частота  и частота повторения (циклическая) сигнала f связаны выражением  = 2f. Период сигнала Т - промежуток во времени между двумя точками сигнала с одинаковой фазой - связан с частотой f выражением Т = 1/f. Фазовый угол  выражается в радианах (рад) или градусах. Сигнал, совершающий один полный цикл своего изменения за одну секунду имеет частоту 1 Гц (Герц). Круговая частота  выражается в рад/с, один полный цикл колебания (один период) содержит 2 рад.

Модели различных логических вентилей приведены в [2, с. 214-217]. Параметры моделей типовых вентилей (UGATE) приведены в табл. 2.1.2.1. По умолчанию значение задержек принимается равное нулю.

Таблица 2.1.2.1.