Тит лист

Кіріспе

#1

Электронды құрылғылардың құрылымы мен қасиеттерін NI Multisim 10ортасында модельдеу

1. Жалпы нұсқаулықтар

Студенттерге теория негіздерімен қатар зертханалық жұмыстағы тәжірибелер кезінде негізгі электронды құралдар, түйіндермен танысу барысында электроника пәнін оқу тиімді болып табылады. Ол қондырғылар осциллограф қоректендіру көздері және өлшеуіш құрылғалар. Қарапайым зерттеу жұмыстарымен қатар қазіргі заманда кең қолданыс алған компьютерлі жобалармен және электронды құрылғыларды анализдеу. Бұл электрондық құрылғылар Electronics Workbenсh, DesignLab, Aplac, P_Spice, Micro_Logic, LabVIEW, NI Multisim, Matlab және т.б. Программалар негізінде орындалады. Студенттердің бастапқы меңгеру әдісі ретінде жобалау мен электронды құрылғыларды тәжірибеден өткізу кезінде ең тиімді программалар болып NI Multisim (кейіннен MS) табылады. Бұл программа Electronics Workbenсh Group компаниясының ( National Instruments корпорациясына кіретін модульді орта). Кітапхана қорында 16000 электронды компонентері бар. Аналогты модельге негізделіп тез модельдеу үшін қолайлы болады. MS программасында дәл өлшеуіш басқару құрылғылары бар. Сыртқы ортасына және сипаттамасына қарай индустриялық аналогқа сәйкес. Әр түрлі аналогты, цифрлы немесе аналогты-цифрлы қондырғылардың көптеген түрлері бар, анализдеу және виртуалды қондырғылар MS ортасы аналогты және цифрлық электроника процесстерімен фундаментальды құбылыстарды көрсетудің ең қолайлы қондырғысы болып табылады. Күрделі аналогты және цифрлы құрылғыларды модульды принцип негізінде құрады: резистор, конденсатор, диод, транзистор, логикалық элемент, операциялық күшейткіш және цифрлық микросұлбалардан тұратын қарапайым сұлбалардан жинақталады. Электронды лабораторияда және нәтижесі осциллограмм, графикалық сипатттама виртуальды қондырғылармен көрсеткіштерін алуда сұлбаларды басқару мен технологиялық процессетрін тексеруде электронды сұлбаны модельдеу негіз болады. Студенттердің зертханада немесе компьютерлік сыныпта орындайтын зертханалық жұмыс саны мен нұсқаулықтарын электротехника кафедрасы “Жалпы электроника және электроника” мамандар даярлаумен бірігіп анықтайды. Зертханалық жұмысқа деген жақсы дайындық (теориялық материалды игеру және есептерін шешу) оның тиімділігінің қолайлы шарты болып табылады, себебі кез келген тәжірибені жүргізген кезде тәжірибе жүргізуші адам тәжірибе мақсатымен күтілетін нәтижені алуын алдын ала болжау керек. Оның дұрыс тәжірибе жүргізгендігі маңызды. Зертханалық жұмыстың маңыздысы студенттерге жүргізілетін тәжірибемен, электронды құрылғыларда сұлбаны құруды игеру (элементтер мен түйіндерін дұрыс таңдау, өлшеуіш құрылғыны осциллограф, қорек көзі, параметрлерін орнату және режимімен оның жұмысын дұрыс орнату маңызды) немесе нәтижесін есептеу мәліметтерін кестеге енгізу, параметрлерін анықтау және электорнды құрылғыларда сипаттамасын құру маңызды. Есептеу нәтижесімен тәжірибе нәтижесі есептеу бланкіне жазып толтырады. Ол есептеу бланкі бастапқы бетте (кафедра атуы, жұмыстың тақырыбы және мазмұны, мақсаты, студенттердің аты- жөні, топ нөмірі болуы керек) зерттелетін электронды тізбек пен құрылғылар сұлбасы, алынған параметр нәтижесін енгізетін кестеден тұруы керек. Есептеу жұмысының бланкісінде есептеу нәтижесін диаграмма құратын, тәжірибе негізінде алынған график салатын, құрылғыларды сипаттайтын және жұмыстың қорытындысын жазатын орын қарастырылуы керек. Орындалған зертханалық жұмыс кафедрада қорғалады. Студенттер бұл жұмыстарды үйде өздігінен орындауы немесе элетротехника кафедрасының компьютерлік сыныбында жұмысты орындаудың күнтізбелік жоспарында жазылған кесте бойынша орындалады. Студенттер өздері немесе мұғалімнің көмегімен MS қорынан өңдіруші фирмасын, маркасын, электронды сұлбаның компоненттерімен парметрлерін таңдап алады. Компьютерлік сынапта MS программа уақытты аз жұмсайды және программма орнатуда студенттердің ешбір қиындықтарын тудыртпайды. Жұмыс істеу режимін орнатуда және өлшеуіш құрылғыларды, осциллограф таңдауда, түйін компонеттерін орнатуды қиыншылық көрсетпейді. Программалық қондырғыны орнатқаннан кейін және MSортасын енгізгеннен кейін басқару ортасында ғаламдық параметрлерін өзгерту керек.

1.1 MS ортасын модельдеу

? Қосымша?

Әркім өзінің компьютерінде NI Multisim программалық ортасын жүктеп және орнату керек. Оның қолдану аясы шектеулі және MS Windows жүйесі үшін орнатылады, сонымен қатар сипаттау ортасын (MultisimТМ Component Reference Guide) және оның компонеттерін electronicsworkbenсh.com сайтынан жүктей аласыз. Немесе қатқыл диск MS программалық ортасында жазып алуға болады. Ол National Instruments корпорациясында ұсынылған(www.ni.com/гussia, ni.com/multisim).

NI Multisim программалық ортасын схемотехникалық модельдерді жұмыс басталғанда оқулығымен бірге жүктеп, орнатып қою керек. MS программалық ортасын орнатқан кезде ашылған терезеде Install Multisim пәрменін басу керек. Келесі ашылатын екі терезеде National Instruments таныстыратын және лицензиялық келісімі ашылады.

1.1- сурет

Келісулерді қабылдағаннан кейін папка таңдаймыз, мысалға С:\miltisim.exe, сол жерде MS программалық қамтамасызданулары сақталады.Орнатқаннан кейін компьютерді қайта өшіріп қосу керек. Пуск/Программы мәзірінде сіздің компьютеріңізде multisim.exe пункті пайда болады.

Дайын электронды модельдермен жұмыс істеу үшін өңдіруші сайтынан www.dmkpress.ru немесеавтор сайтынан www.marchenko.elinf.ru жүктеу керек және файлдарды MS ортасындағы Circuit Design Suite10.1 папкасына сақтау керек. MS ортасын қосқаннан кейін тышқан батырмасын File мәзіріне басу керек және ашылған Open қолдану интерфейсінде (1.2 сурет)

1.2 – сурет

Ашылған диалогты терезеде программаның кез келген сұлбалық файлын таңдап, және оның атуына тышқан батырмасын басқаннан кейін ол сұлба MS ортасының жұмыс аумағына шығарылады.

1.2.2 МS программалық ортасының негізгі элементтері

MS программалық ортасы қарапайым және ашық қолдану интерфейсінен тұрады, ол MS Windows түрінде орындалады және келесі пәрмендерден тұрады:

-экранның жоғарғы жағында орналасқан сілтемеден 1.4 сурет);

-бас мәзір жолынан;

-инструментальды сызық жолын басқаратын командадан (пиктограмм командасын басқаратын) электронды элементтерден, түйіндерден және құралдардан тұрады.

МS10 қолдану интерфейсін мәзірден келесі пәрменді таңдап өзгертуге болады

Options (Опции) пункт Customize User Interface (қолдану интерфейсін өзгерту).Customize (Настройка) диалогты терезі арқылы жүйені өзгертуге болады және қосымша құрылғылар компоненттерін кез келген жерге тіркеуге болады.

Options/Sheet Properties (Бет пәрменін өзгеру) көмегі арқылы және Circuit (Сұлба), Workspace (Жұмыс істеу аумағы), Wiring(Қосылу), PCB (Басып шығару плата ) және Visibility (Қолжетімділік) сілтемелері арқылы әр сұлбаныңәр сұлбаның қасиетін өзгертуге болады :мөлшер және сұлба түсін, сұлба сипаттайтын шрифтін, басқару платасын өзгерту, беттің басқа параметрлерін өзгертуге болады.

MS ортасының глобальдық параметрлері Global Preferences ( Global Settings ) опция арқылы және Options бірдей командасын пайдаланып орындалады.Және оның келесі қойындылары бар: (1.3 сурет)

- Paths (Путь), мәліметтер қорынан файлдарға жол көрсетеін дерекқор көзі және басқа өзгертулерді орындауға болатын терезе ;

- Save (Сохранить), автоматты сақтауларды орнататын және басқа өзгертулерді орындауға болатын терезе ;

-Parts (Компоненты),( ANSI немесе DIN )стандартты символадырын таңдауға болатын сонымен қатар орналасу режимін беруге болатын терезе.

Ескерту! Электронды схемаларды графикалық кескінде көрсету үшін , графикалық кескіндер үшін жақын орналасқан ресейлік ГОСТ пайдаланылады.Ол үшін DIN стандартты түймешегін және ОК тышқан батырмасын басуыңыз керек (1.3 сурет ).Бұл терезеде модельдеу режимін таңдауға болады (Digital Simulation Settings): идеальды және нақты (нақтырақ) цифрлық эмульсия.

General (Общее), тіңтуір дөңгелегін, конпонент конфигурациясын өзгертуге болатын және компонент құралдарының байланысуын өзгертетін терезе.

Options командасынан басқа, бас мәзірде бірнеше командалар бар. Оларды (1.4 суреттен көруге болады), оның әрбірінде бетбелгілермен түймелері бар. MS ортасына белгілі Open, Save , Copy, Paste жалпыға белгілі командалар бар.Толығырақ сипаттамалары, командалардың сұлба модельдерінің нұсқаулықтары Help (Помощь) мәзірінде орналасады. Электронды сұлбаларды жобалауда жиі қолданылатын бөлек мәзірлерге кейінірек тоқталамыз.

1.3 – сурет

1.4 – сурет

File мәзірі ашу, жабу,сақтау және модельденген сұлбаларды баспаға жіберу үшін арналған.Опции меню Edit (Редактирование) мәзірі көмегімен сұлбадағы нысандыда өзгертуге болады.

View командасы жұмыс өрісінде өлшемді сызық пен нүктелік тор көрсету үшін( Show Border, Show Page Bounds, Show Grid), кітапхана пиктограммасындағы құралдар тақтасын ( Toolbar, 1.5сурет бірінші және екінші баған) және басқа пиктограммаларды пайдалану үшін қолданылады. Virtual командасына тышқан батырмасын басқан кезде құралдар кітапханасында виртуальды құралдар компонеттері қосылады (1.4 сурет сол жақтағы баған ).

Place мәзірінде АText батырмасына тышқан батырмасын басу арқылы (пернетақта көмегімен) жұмыс өрісіне мәтіндік ақпаратты (орыс тілінде де ) енгізуге болады.Өкінішке орай MS програмалық ортасында кириллица қолданылмайды.Сақтау кезінде ( Save ) командасы сұлбаның орысша атуын сәйкесінше екілік- ондық жүйеге сәйкес символдармен ауыстырады EBCDIC.

Transfer мәзірі (Обмен данными) сұлбаларды және басқа пәрмендерді Ultiboard 10 ортасындағы көлемді суреттерді MS ортасында экспорттайды.

Tools (Инструменты) командасы арқылы сұлбаларды конверттауға болады. Жасалған сұлбаларды MS ортасына , MS (Tools/Circuit Wizard ) ортасының кітапхана қоры бетіне шығарады, таймер қорындағы дайын сұлбаларды операциялық күшейткіште шығарады.

Simulate(Эмуляция) командасындағы Analyses опциясы анализ әдісі мен модельдеу параметрін орнатады.Программаны іске қоспас бұрын энергия қоры мен жерлендіру бар екеніне көз жеткізуіміз керек.

1.5 – сурет

MS10 ортасында эмуляция процессін анализдейтін басқа да көптеген құралдар бар (1.5 сурет анализдеудің барлық тізімі төртінші бағанда көрсетілген), таңдау мен өзгерту парамтерлері сұлбаны құрастыруда сипатталған.Анализдеу нәтижесі Postprocessor және Grapher графикалық программасында көрсетіледі.

Эмуляция пәрменін Simulate/Interactive Simulation Settings (Эмуляция/Настройки интерактивной эмуляции) диалогты терезі арқылы өзгертеді.Эмуляцияның кейбір өзгертулері 1.6 суретте көрсетілген:

Эмуляция аяқталу уақыты орнатылады 1е+30 с;

Уақыттық қадамы автоматты түрде генерацияға ұшырайды.

Эмуляция кезінде қате анықталатын болса Советника эмуляции( Simulation Error Log/Audit Trail) енгізу керек (1.6сурет).Әдеттегі қателіктері эмуляция қадамының аз болуы ( Time step error)және сингулярлық матрицадағы қателіктер ( Singular matrix).Қателіктерді жөндеу үшін қадамын максималды мәнге акелу керек (TMAX 1.6 сурет TMAX = 1•10^-5 тан TMAX = 1•10^-3 ке өзгерту керек) өткізу қателігін (Relative error tolerance ) ұлғайту керек, бастапқы параметрлерін және басқа параметрлерді өзгерту керек, ал Singular matrix қателіктер болса ( PIVTOL ) диагоналдық элементтің қадамын кішірейту тиіс ( PIVREL ) толтыру деңгейін ұлғайту тиіс 1•10^-13

1.6 – сурет

МS10 ортасында SPICE компонент моделі орналасқан және XSPICE эмуляторы енгізілген.Цифрлық компоненттерді тиімді эмуляциялауға арналған, ( Model Makers) модельдеу конструкторы Databook берілген модельді сгенерациялайды.

Модельдерді құрастыру компонентті мәліметтер қорынан компонент терезесіне редакциялауға арналған (Model/Component Properties/(Add/Edit)/Start Model Maker). Модельдеудің бастапқы өзгертулері фиксацияланбайды, белгілі модельге сәйкес келеді. Databook көмегімен басқа сандық мәндерді таңдауға болады.

MS10 ортасында үш мәліметтер қоры ( Tools/Database/Database Manager — Инструменты/База данных/Проводник баз данных):

Master Database (Главная база данных), ақпартты оқуға болатын мәліметтер компонентер қорынан тұрады.

User Database (Пользовательская база данных), жүйелік компьютерде компонентті сақтауға арналған;

Corporate Database (Корпоративная база данных), корпоративті желіге арналған компонентерді оқиды.

Барлық мәліметтер қоры топқа бөлінеді, олар өз кезегінде жинақталады.Егер тұтынушы компонент таңдап оны жұмыс өрісіне енгізетін болса, оның жаңа көшірмесі пайда болады.Ондағы бүкіл өзгертулер мәлімет қорындағы ақпаратқа әсер етпейді.

Компоненттер параметрін мәліметтер қорында өзгертуге болады және оны кез келген уақытта қайта қалпына келтіреді бастапқы жазылған күйі бойынша немесе оған ойлаған компонент қосуға болады.

Reports командасынакестенің құралуы енгізілген.Онда элемент пен құралғылар ақпараты енгізіледі.Олар электронды құрылғыдағы зерттелінетін сұлбаға енгізілген.

Windows командасы жұмыс үстелінде орналасқан ашық терезелерді сұлбалар аумағында және жобаланған құрылғыларда тез орналастыруға мүмкіндік береді.

MS10 ортасында оқу мақсатының режимі бар.Ол функцияларсұлба компонентерінің ақаулар белгіленілерін құрайды, глобальды шектеудерді орнатады, олар бүкіл жобаларға таралады және локальды –белгілі сұлба үшін және белгілі элемент шығару.Ақау үшін белгіні Fault (Дефект) қосымшасымен белгіленген компонент арқылы орнатамыз.None (Нет дефекта), Open (Обрыв), Short (Короткое замыкание), Leakade (Утечка).диалогты терезесінде элемент қасиеттері белгіленеді.

1.2.3 Сызықты құралдардың пәрмендік жолдары

Кітапхана панелінен экранға шығатын пиктограмма компонентернің жиынтығы сызықты құрылғыда (1.4 сурет) диалогты терезедегі таңдауынан байланысты (1.5 сурет екінші баған) View тышқан көмегімен View басқаннан кейін ашылады Toolbars және Components панелін таңдағаннан кейін.

Сызықты құралдардың пәрмендік жолдарында басқару пәрмендері бар, кейбір бөлігі программаны іске қосу және өшіру үшін ( Run Simulation түймесі арқылы),тоқтату үшін ( түймесі Pause ), ал қалған бөлігі (құрылғылар қорындағы түймелер масштабтау және тағы басқалар үшін)-сұлбаларды жобалау үшін.

MS ортасында компоненттер қорының бірнеше типі бар:

Family Components — өндірістің параметрлері жинақталған қоры;

Virtual Components — виртуалды компоненттер қоры, берілгенін тұтынушы өзі орнатады;

Rated Virtual Components — шектеулері бар виртуалды компоненттер, енгізілген пареметрлерден асып кеткен жағдайда модельдеу сұлбасына дабыл беріледі (компонент терезесі Value қалташасында), істен шығады .

3D Virtual Parts — (3D) үш өлшемді виртуальды компененттер виртуальные компоненты.

Өндіріс фирмасының компоненнтер панелінің 17 пиктограмма біреуін тышқан батырмасымен басқаннан кейін (1.7 сурет, 1.1 кестенің жоғарғы жағында орналасқан )ашылған терезеде тұтынушы Group мәзірін таңдап, өзіне керек қор компонентін таңдайды.Мысалға, Basic ашылған терезеде (бағанның сол жағында)Resistor (Резистор) таңдайды.Екінші бағанда керек кедергілерге тышқан батырмасын басу керек (мысалға, 1k 1 кОм), керек модельді (түрі), номинальдан ауытқу пайызын белгіліп тышқан батырмасын ОК түймесіне басу керек.

1.7 – сурет

Компоненттің графикалық кескіні (1.7 сурет үшінші бағанның жоғарғы бөлігінде) тышқан меңзерін және MS ортасының жұмыс орнынның қалған жерін басу арқылы экран бетіне шығарылады.Компоненттің графикалық кескініне тышқан меңзерін екі рет басу арқылы ашылған терезеде басқа параметрлерін орнатуға болады.Мысалға, зерттеу температурасын, орнатылған параметрлерді қабылдау.Негізгі резистор параметр мәндерін (1k) өзгертуге болмайды, оны (Replace мәзірінде) басқа резистормен алмастырамыз және керек нормаль көрсеткіші бойынша кедергі параметрлерін таңдап аламыз (1.7 сурет)

Осы кітапханаларды пайдалану зерттеу сұлбасының аяқталу сатысында электронды құрылғыларды өндіру фирмалардың кесте параметрлерін қолдану алдын ала жоспар бойынша қолдануға мүмкіндік береді.

Электроника негіздерін бастапқы үйрену кезінде сұлбаны жинау және зерттеу кезінде шыққан қорытынды нәтижесінде компонентерге парметрлердің әсер етуі виртуальды компоненттер кітапханасында қолайлы (1.8 сурет жоғарғы баған), View мәзір тышқан батырмасымен басу кезінде , Toolbars таңдау кезінде және Virtual қалташасына тышқан батырмасын басу кезінде де.

1.8 – сурет

1.9 –сурет

Шыққан Virtual панелінде келесі виртуальды кітапхана қоры көрсетілген және оларға кіретін компоненттер мен құрылғылар:

1. Analog Components Аналогты микросұлба :компаратор, операциялық күшейткіш үш немесе бес шешімімен

2. Basic Components Негізгі компоненттер: конденсатор, индуктивті элементтер ,трансформаторлар, потенциометр, реле, резистор,айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор, индуктивті катушка айнымалы индуктивтілігімен және т.б.

3. Diod Components Диодтар мен стабилитрондар ;

4. Transistor Components Биполярлы және өрістік транзистор

5. Measurement Components Өлшеуіш құрылғылар: амперметр, вольтметр,жарықтық индикаторлар;

6. Miscellancous Components :Аралас типті құрылғылар: таймері, өшіруші құрылғылар, сақтауыш құрылғылар, лампалар,тұрақты тоқ двигателі, жеті сегментті индикаторлар:

7. Power Source Components Кернеу көзі: үш фазалы генераторлар, цифрлы құрылғының қоректену көзі, жерлендіру;

8. Rated Virtual Components Шектеулі параметрлері бар виртуальды компоненттер және енгізілген параметрлер асып кеткен жағдайда программа істен шығуын қамтамасыз етеді ( Animation Delay Factor анимация ұстап тұру, параметрі нақты уақыттың өту процессіне әсер етпейді): транзистор, конденсатор,диод, индуктивті катушка,тұрақты тоқ двигателі,үш типті реле, резистор;

9. Signal Source Components Генераторлар: синусоидальді кернеу мен тоқ, амплитудалы модуляцияланған сигнал (тоқ және кернеу ), арнайы формалы тоқ пен кернеу ( меандра түрінде, тікбұрыш экспоненциальды және сызықты өсуші импульс).

8.2.4Өлшеуіш құрылғылар, қоректену көзі және визуализация құрылғылары

MS рограммасының жұмыс терезесінің оң жағындағы Simulate/Instruments пиктограмма командасына тышқан меңзерін басқаннан кейін пиктограманың тігінен бағаны. қоректендіру көзімен шығады, өлшеуіш құрылғылар мен осциллограф (8.9 сурет)

Құрылғыны сұлбаға қосу үшін құрылғы пиктограммасына тышқан батырмасын басу керек.Содан кейін MS программасының жұмыс терезесінде құрылғыны сұлба түйініне қосу керек.Кейбір құрылғыларды жерлендіру керек (жалпы нүктеге қосу).Жерлендірмесе көрсеткіш қате алынады.Құрылғының үлкейтілген кескіні оның кішірейтілген кескінің екі рет тышқан меңзерімен басқаннан кейін жұмыс нүктесінде пайда болады немесе Tools/Zoom командасын басу арқылы.Үлкейтілген кескінді жабу үшін Close командасын басамыз.Ол терезенің оң жақ бөлігінде орналасқан

1.9 - сурет

1.3 Сұлбаны жинау технологиясы

Электронды түйіндермен құрылғыларды жинау, құру процессі 1...7 тақырыптарда жазылған.Оны «өткізуден» бастап оны MS ортасының жұмыс экранына керек компоненттерді және құрылғыларды көшіруге дейін және оларды өзара байланыстыру үшін «жалғауыштарды» таңдау.Пиктограммаға тышқан батырмасын басқаннан кейін кітапхана қоры ашылады.

Жұмыс істеу өрісіне номинальды компоненттерді көшіру 1.2 пункта жазылған.Виртуальды компонент немесе виртуальды құрылғыны жұмыс істеу өрісіне акелу үшін тышқан меңзерін компонент кескініне басып және тышқанның сол жағын басу керек.Жұмыс экранында керек жерге тышқан батырмасын басамыз.Жұмыс экранындағы компонентті басқа жерге жылжыту үшін кескінге тышқан батырмасын басып оны жібермей керек жерге жылжытамыз.Элементтің немесе құрылғының анық қай жерде тұрғанын көру үшін оны белгілеп , керек жерге пернетақта батырмасын басамыз.

Шыққан элемент немесе құрылғылар нәтижелерін біріктіру үшін тышқан меңзерін керек жерге апарамыз ( бұл жерде бағыттаушы жебе) тышқан батырмасы дөңгелек нүктеге айналады.Пернетақта сол жағын басып немесе созылған меңзерді басқа компонентке соңында нүкте пайда болғанша жылжыту керек.(1.10 а сурет).Нүктеде тышқан батырмасын басқаннан кейін екі шешім бір сызыққа бірігеді.Элементтің (құрылғы) кез келген шешімін аналогты түрде біріктіруге болады.Ол үшін байланыс кезінде нүкте пайда болуы керек.

1.10 - сурет

Айта кететін жағдай, байланыстырушы өткізгіштерді тығыздау автоматты түрде орындалады.Олардың кедергісі –компонент пен басқа өткізгіштер- ортогональды бағытта майысады (тігінен немесе көлденеңнен).Егер өткізгіштің керек сегментін жылжыту керек болса оған тышқан меңзері сілтеледі және сол жағы басылады, өткізгішті белгілеп алғаннан керек ауыстырулар орындалады.

Жалғауыштарды ажырату үшін керек компонентке тышқан батырмасын айқас пайда болғанша апарып ұстау керек.Содан кейін бос жерге екі рет тышқан батырмасын басу керек.

Байланыс ажыраған өткізгіш соңында нүкте пайда болады, оны кейіннен басқа компонентпен жалғау үшін немесе өкізгішпен жалғау үшін қолданады.Басқа жағынан қараса меңзерді қорытынды соғына апарып, айқас пайда болған жерге тышқан батырмасын басып, басқа қорытынды жеріне тышқан батырмасын басса сол қорытындының жаңа байланысын аламыз.

Өткізгішті өшіріп тастау үшін, тышқанның оң жақ батырмасын басу керек (сол өткізгіш соныңда төртбұрыштар пайда болады) және ашылған терезеде Delete-ке (1.10 б сурет) тышқанның оң жағын басу арқылы немесе пернетақтаның Del түймесін басу арқылы.Осы терезе өткізгіш түсін таңдауға (Segment Color), шрифт ( Font ) және номерін таңдауға болады. Егер сымның көк түсін және қызыл түс таңдаса, осциллограф кірісіне керек түс таңдау, логикалық анализатордың және экранда басқа қисық графиктің белгіленген құрылдары белгіленген түске боялады.

Белгіленген компоненттерді тышқан батырмасының сол жағын басу арқылы орын ауыстыру арқылы немесе аналогты орын ауыстыру арқылы бір элементті өшіруге болады.Бүкіл сұлбаныSelect All мәзіріндегі Edit басу арқылы белгілеуге болады. Компонентті бұру үшін ,мысалға 90 градусқа бұру үшін пернетақтада Ctrl+R басу керек.

Элементтің немесе құрылғының керек параметрлерін орнату үшін кескінге тышқан меңзерін орнатып екі рет тышқан батырмасын басу керек.Пайда болған терезені (1.11 а сурет) Value сілтемесі арқылы өзгертуге болады, құрылғы параметрлерінің әріптік параметрлер (Label ) мәнін (бұл жерде VD1 диоды) өзгертуге болады.Содан кейін (ОК батырмасы) оны растау керек немесе қайта қалпына келтіру (Cancel) керек.

1.11 - сурет

Компонент түсін өзгерту үшін кескін компонентінің оң жағына тышқан батырмасының оң жағын меңзеп басу керек.Ашылған терезеде (1.11 б сурет)керек сілтемеге тышқан батырмасын басын компонент түсін ( Change Color ) таңдауға болады.Кесіп алу үшін ( Сut) немесе оны өшіру үшін ( Delete) , сол компонентке қатысты басқа операцияларды орындауға болады.

Интерактивті компонентерді өзгерту мүмкіндіктері де қарастырылған.Олар әріптік немесе цифрлық пернетақша батырмасы арқылы орындалады (ағылшын шрифті). ПотенциометрR1кедергісін өзгерту үшін Key сілтемесіндегі А батырмасын басу керек (1.12 сурет) .Белгіленген потенциометр кедергісінің мәні дискретті түрде өзгереді.Бұл жағдайда (5%) азайған.Shift+А бір уақытта басқан кезде потенциометр кедергісі R1 ұлғаяды.

1.12 – сурет

1.12 суретте келтірілген параметрлерді өзгерту жапсырма тіңтуірдің көмегімен қозғалыс арқылы, Key жазуына тышқан батырмасын апарған кезде өзгертуге болады.Тышқан батырмасын оңға және солға жылжытқан кезде параметр мәні не ұлғаяды не кішірейеді (С1 сыйымдылық, индуктивности L1 индуктивтілк, R1 кедергі) тиісті компонентке сәйкес.

Нақты тәжірибе жағдайында модельдеу процессін бақылауды үзбей осциллографтың экран бетінде қисық электрлік шамалардың уақытқа тәуелділік параметрлерін өзгертуге болады.

Өлшеуіш құрылғыларды,осциллографты басқару және өлшемдерді алу үшін тышқан меңзерін құралдағы тиісті кескінге апарып сол жақ тышқан батырмасын екі рет басу керек. Құрылғы панелінде үлкейтілген кескін және жұмыс істеу режимі пайда болады.Осциллограф плоттерінің сол және оң жағында визирды сызық көмегімен, уақытқа қатысты координата нүктесін алуға болады, электронды құрылғының жиіліктік немесе вольтамперлік сипаттамасын алуға болады.Компонент параметрлерін орнату мысалдары электронды сұлбаларды жинау кезінде беріледі.

Аналогты электронды сұлбаларды модельдеу

№1 Зертханалық жұмыс

Жартылай өткізгішті диод, стабилитрон және тиристор

Жұмыстың мақсаты: Жартылай өткізгішті диод, стабилитрон және тиристорды саралау

Тапсырмалар: MS программалық ортасымен танысу.Жартылай өткізгішті диод, стабилитрон және тиристор маркировкасымен танысу.ВАС-ын IV Analyzer функциясын қолданып алу.

Қажетті құрылғылар және элементтер:

R1 потенциометр

Е3 генератор

V1 вольтметр

А1 амперметр

XSC1 екі арналы осциллограф

VD, VC және VS құрылғылары

Е1,Е2 кернеу көздері

Q, А , В және С кілт пернетақтасы;

RL1 және RL2 қосқышы

Жартылай өткізгіштердің маркировкасы:

Бірінші символ – әріп (жалпы қолданылатын құрылғы үшін) немесе сан (арнайы қолданылатын құрылғы үшін), диодтың қай материалдан жасалғанын көрсетеді:Г(1) – германий, К(2) – кремний, А(3) – галий арсенид.

Екінші символ – әріп, диодтың қай класстан екенін көрсетеді: Д – түзеткіш, жоғары жиілікті және импульсті; В – варикап, С – стабилитрон және стабистор; Н – динистор; У – тиристор; Л –шағылатын диод және т.б.

Үшінші символ – сан,диодтың тағайындалуын көрсетеді, мысалға: 1, 2, 3 – түзеткіш диод, 5- импульсті, 6 – СВЧ және т.б.

Төртінші және бесінші символ – екі таңбалы сан, реттік нөмірін көрсетеді (стабилитронда – стабилизацияның номинальды мәнін көрсетеді).

Алтыншы символ – әріп, құрылғының параметрлік тобын көрсетеді.Мысалға: КД521А – кремнийлі импульсті диод, жоба нөмірі 21,А тобы,жалпы қолданысқа ие.

Теориялық бөлім:

Жартылай өткізгішті диод - бір p-n ауысуы,екі шықпасы бар құрылғы.Жартылай өткізгішті диодтың жұмыс істеу принципі бір бағыттағы өткізгішке негізделген.Диодтың параметрлері: материалына қарай, қолданылуына орай, қуатына және т.б.Жасалу технологиясына орай нақты, микроқұймалы, құймалы, эпитаксильды және т.б.Функциональдық тағайындалуы бойынша түзеткіш, әмбебап, импульсті, СВЧ, стабилитрондар, стабистор, варикап, динистор, тиристор, симистор, фотодиод, жарық диоды және т.б.Орындалуы бойынша диодтар жазық және нақты деп бөлінеді.Қолданылатын материалына орай- кремнийлі, германийлі, галий арсенид.Диодтар- бір жақты өткізгіштік қасиетіне ие және айнымалы тоқты түзету үшін, тоқ пен кернеуді тұрақтандыру үшін,импульсті құру үшін, қуатты реттеу үшін қолданылады.

Түзеткіш диодтар айнымалы тоқты тұрақты тоққа айналдырады.Олар: аз қуатты (0,3 А-ге дейін), орташа қуатты (10 А-ге дейін), қуатты (1000А көп), төмен жиілікті (1кГц-ге дейін) және жоғары жиілікті (100 кГц-ге дейін).Түзеткіш диодтар вольт-амперлік сипаттамасымен сипатталады.

1.1 Сурет-Түзеткіш диодтың вас

Диодтың негізгі параметрлері:

— Jср – орташа түзеткіш диод,

—Uпр-кернеудің тура түсуі ,

— Jобр- берілген температура мәніндегі диодтың кері тоқ мәні,

— Uотс – ақау кернеуінің мәні,

—Р рас - қуаты ,

—fр- жұмыс жиілігі және т.б.

Тоқ мәнін үлкейту үшін диодтың паралелльді қосылуы қолданылады.Тоқ мәнін түзейту үшін диодпен қатар тізбектей резистор қосылады.

1.2 Сурет- Диодтың тізбектей жалғануы

1.3- сурет Көпірлік диод

Диодтың көпірлік сұлбасы айнымалы тоқты түзету үшін қолданылады. Түзеткіш көпірлер эпоксидті смоладан құйылады. Импульсті диодтар сұлбаларда,автоматты басқару құрылғыларында,есептеуіш құралдарында қолданылады.Импульсті диодтар тез жұмыс істейді және қайта қалпына келтіру үшін уақытын аз жұмсайды.

Стабилитрон- диодтың бір түрі, кернеуді реттеу үшін арналған.Вольт-амперлік сипаттамасы 1.3 суретте көрсетілген.АВ жұмыс аймағы диодтың электрлік аумағында орналасқан, кернеудің аз өзгеру мәнімен Uст сипатталады.Стабилитрондар бір анодты,екі анодты, әмбебап, дәл өлшеуіш деп бөлінеді.Екі анодты стабилитрондар екі полярлы кернеу мәнін реттейді.Әдетте олар екі біранодты стабилитронан тұрады,бір-біріне қарама-қарсы қосылады.Бүкіл стабилитрондар аз қуатты, орташа қуатты және қуатты деп бөлінеді.

1.3 Сурет- Стабилитронның вас

Стабилитронның негізгі параметрлері:

— Uст кернеу тұрақтандырғыш,

—Jмин. стаб- тоқ тұрақтандырғыштың минимальды мәні ,

—Jмак. стаб. тоқ тұрақтандырғыштың максимальды мәні ,

— дифференциальды кедергі r_диф= ΔUcт/ΔІ

— жеткілікті қуаты,

— кернеу тұрақтандыру үшін температуралы коэффициент.

1.4 Сурет- Екі анодты стабилитронның вас

Тиристор көп қабатты құрылымға ие.Оның үш шықпасы бар: анод, катод, басқарылатын электрод.Вольт-ампертлік сипаттамасы 1.5 суретте көрсетілген.Басқарылатын электродқа басқарылатын тоқ келеді Jупр, Uвкл- кернеу мәнін азайтқыш

1.5 Сурет-Тиристордың вас

Тиристорлар жабылатын және жабылмайтын болып бөлінеді.Жабылатын тиристорлар басқарылатын электрод арқылы ашық күйден жабық күйге өтеді.Жабылмайтын тиристорлар анод тогының мәні Jа< Jудерж деңгейіне жеткенде төмен түседі.Тиристорлардың екі тұрақты күйі болады және импульс түзету үшін сұлбаларда автоматты басқару үшін қолданылады.

Жұмыстың барысы:

Жартылай өткізгіштердің вольтамперлік сипаттамасын алу үшін (ВАС) ЭДС көзіне R1=const,Е1 мәнін беру керек (E1 = const кезінде R1 потенциометр кедергісін өзгерту керек) ± Ua кернеу мәнін I обр кезіндегі I тоқ мәнін алу керек.Осы мақсатпен жеке тапсырмаға сәйкес диод, стабилитрон және тиристор мәнін параметрлерге қарай орнату керек.Бейнеге тышқан батырмасын екі рет басқаннан кейін дисплей бетіне қоректендіру көздерінің параметрлерін белгілеп, өлшенетін құрылғылармен осциллографта жұмыс істеу режімін орнатамыз.

1.6 Сурет – Диодтың сұлбада жалғануы

Диодтың кері ВАС алу үшін кернеу мәні -1,1U_обр ден 0-ге, ал тура мәні (стабилитрон үшінде) -0 ден 1U_пр=0,75 ....1В.Тура тоқ мәнін беру керек, мысалға I_пр=50...500 мА ,кернеу мәні U_пр=0,75 В болу керек.R1 кедергі мәнін өзгертуге болады.

Сонымен қатар диод пен стабилитронның ВАС IV Analyzer деп аталатын құрылғы арқылы алуға болады (1.7 суретте көрссетілген ) Sim, Param (Simulate Parameters) командасында компоненттер шығысын кірісіне қосып, берілген мәндерін орнатамыз.Модельдеу мәндері автоматты түрде 10....20% ұлғаяды.

1.7 суретте диодтың кернеуі U_пр . MS программалық ортада IN3064 типті диоды модельденді, потенциал айырымы (Junction potential VJ=1B).Модельденген диодтың тура тоқ мәні I_пр=23,31 мА ,ал кернеуі U_пр=1 В (2.2 сур.)

IN3064 диодтың келесі мәндері анықталған (1.8 сурет):

• I_s=0,1 p (кері тоқ I_обр =0,1*10^-12А);

• R_s=4 (Омдық кедергі R_{пр дим}=4 Ом);

• CJO=1p (p-n ауысындағы сыймдылығы С _бар= 1*10^-12 Ф);

• Тt=8n(қосылуға керекті уақыт t_пер­=8*10^-9 с);

• B_v=100 (ақау кернеуі U_{обр max}= -100B);

• І_bv=0,1 p (U_{обр max}кезіндегі тоқ ақауының мәні 0,1*10^-12А).