Radioavtomatika
.pdf
вом углу рабочего поля программы, как показано на рис. 11.3, а сам он представлен на рис. 11.4.
Рис. 11.2. Рабочее поле среды EWB.
Рис. 11.3 Расположение |
Рис. 11.4 Осциллограф |
осциллографа в программе. |
на рабочем поле. |
11.1.2. Источник постоянного напряжения
Источник постоянного напряжения изображен на рис. 11.5:
Рис. 11.5 Источник постоянного напряжения.
Для размещения источника постоянного напряжения необходимо выполнить следующую последовательность действий:
70
Place→Сomponent... →Sources→POWER_SOURCES→VCC
11.1.3. Кнопка
Кнопка изображена на рис. 11.6:
Рис. 11.6 Кнопка.
Для размещения кнопки необходимо выполнить следующую последовательность действий:
Place→Сomponent... →Basic→SCH_CAP_SYMS→PUSH_BUTTON_DPST.
Управление кнопкой осуществляется клавишей «Space».
11.1.4.Переключатель
Вданной работе исследуется четыре варианта САР. Удобно и быстро переключать схемы можно, если использовать переключатели. Они представлены на рис. 11.7 (используем переключатели на три и шесть разъема):
Рис. 11.7 Переключатели.
Для размещения переключателя необходимо выполнить следующие дейст-
вия: Place→Сomponent... → Basic→SWITCH→DSWPK_3.
11.1.5.Резистор
Висследуемой схеме их несколько, с разными номиналами. В EWB резистор представлен на рис. 11.8:
Рис. 11.8. Резистор.
71
Для размещения резистора необходимо выполнить следующие действия:
Place→Сomponent... → Basic→RESISTOR→, далее выбираем номинал.
11.1.6.Конденсатор
Всхеме их также несколько. Представление конденсатора показано на рис.
11.9:
Рис. 11.9. Конденсатор.
Для размещения конденсатора необходимо выполнить следующие действия:
Place→Сomponent... → Basic→CAPACITOR→, далее выбираем номинал.
11.1.7. Функциональный блок
Функциональный блок в программе EWB изображен на рис. 11.10:
|
X1 |
IO1 IO1 |
IO2 IO2 |
блок
Рис. 11.10 Функциональный блок.
С помощью таких блоков появляется возможность собрать компактную функциональную схему. В роли блока в EWB может выступать элемент или функциональная часть схемы (интегратор, сумматор и т.д.). В схеме присутствует два функциональных блока, выполняющие роль вычитающего элемента и электронного интегратора. Функциональный блок можно построить несколькими способами.
Первый способ: достаем на рабочее поле нужные элементы и соединяем между собой. Затем выполняем следующие действия:
-выделить соединенные элементы левой кнопкой мыши;
-нажать правой кнопкой на выделенную область;
-выбрать графу «Replace by Hierarchical Block»;
-в появившемся окне указать название блока.
На рис. 11.11 дана иллюстрация создания функционального блока.
72
Рис. 11.11. Создание функционального блока.
Схему функционального блока можно редактировать. Для этого необходимо дважды нажать на правую клавишу мыши. Появится дополнительное поле, изображенное на рис. 11.12. в котором нужно выбрать «Edit HB/SC».
Рис. 11.12. Параметры функционального блока
Второй способ: выполняются действия:
-в меню Place→New Hierarchical Block;
-в появившемся меню указать имя блока и количество входов и выходов, далее нажимаем «ОК»;
-строим схему для указанных входов и выходов.
73
11.1.8.Заземление
Всхеме должно присутствовать заземление (рис. 11.13):
Рис. 11.13. Заземление.
Для размещения этого элемента необходимо выполнить следующие дейст-
вия: Place→Сomponent... →Sources→GROUND.
11.1.9. Операционный усилитель
Операционный усилитель (ОУ) представлен на рисунке 11.14. Он понадобится для реализации схемы вычитающего элемента и электронного интегратора.
Рис. 11.14. Операционный усилитель.
11.1.10. Соединение элементов
Для соединения двух элементов нужно нажать правую кнопку мышки на вывод элемента и подтянуть, не отпуская кнопки мышки к другому элементу. Параметры каждого элемента можно задавать, изменять, нажав на него два раза правой кнопкой мыши. Эта возможность есть для каждого элемента.
Если все нужные элементы уже присутствуют на рабочем поле и освоена техника соединения элементов, то в итоге получается первая схема (рис. 11.15), с которой начинаем исследование САР.
На схеме присутствуют функциональные блоки: minus и YCULITEL. Рассмотрим схемы этих блоков. На рисунке 11.16 представлена схема вычитающего элемента на основе ОУ. На рисунке 11.17 изображен электронный интегратор на основе ОУ.
74
Рис. 11.15. Схема САР.
|
|
|
|
R15 |
|
|
|
|
|
|
10kΩ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
IO1 |
IO1 |
R14 |
1 |
U3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10kΩ |
|
|
IO3 |
IO3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OPAMP_3T_VIRTUAL |
|
||
IO2 |
IO2 |
R12 3 |
|
R13 |
|
|
|
|
10kΩ |
|
10kΩ |
|
|
Рис. 11.16. Вычитающий элемент.
Рис. 11.17. Интегратор.
Необходимо обеспечить заданный коэффициент усиления (30 Дб).
75
11.2. Исследование переходных процессов
1) Первая передаточная функция равна W ( j ) K . j
Поэтому переключателья J2 устанавливается в следующее положение (рис.
11.18):
Рис. 11.18. Переключатель J2.
Далее начинаем моделирование нажатием клавиши Run или F5 в окне программы, показанной на рис. 11.19:
Рис. 11.19. Запуск симуляции процесса
Для создания переходного процесса следует использовать J3. Управление кнопкой J3 осуществляется клавишей «space» на клавиатуре. Кнопка подключает источник постоянного напряжения. Если нажать кнопку на некоторое время и отпустить, то происходит имитация скачка на входе схемы. Если последовательность действий выполнена, верно, то на осциллографе должен получиться переходный процесс (рис.11.20).
Получившиеся графики можно наблюдать как на белом фоне, так и на черном (для этого надо нажать на клавишу Reverse в окне симуляции). В EWB есть возможность сохранять графики, если нажать клавишу save. Все остальные графики будут изображены на белом фоне. Так же на рис.11.20 видно, что внизу присутствует панель, на которой можно проводить регулировку параметров. В увеличенном размере эту панель можно наблюдать на рис.11.21.
76
Рис. 11.20. Переходный процесс.
Рис. 11.21. Панель управления осциллографа.
Описание панели управления осциллографа:
77
1 - Регулировка чувствительности: 10 15 В/дел до 1015 В / дел ; 2 - Регулировка смещения по горизонтали и вертикали; 3 - Выбор режима работы «АС», «DC», «0», «-» - инверсный режим; 4 - Управление разверткой «Y/T», «Add», «B/A», «A/B»; 5 - Длительность развертки: 10 15 с/дел до 1015 с/дел ; 6 - Временной сдвиг между курсорами; 7 - Инверсия цвета фона; 8 - Синхронизация. Есть три режима: Normal (Обычный), Single (Однократный), Auto (Автоматический); 9 - Сохранить график; 10 - Поля для показаний маркеров T1 и T2; 11 - Внешняя синхронизация; 12 - Запуск по фронту, срезу сигнала синхронизации; 13 - Уровень запуска.
Для определения времени нарастания удобно пользоваться маркерами.
Для выполнения точного измерения необходимо выполнить действия:
-правой кнопкой мыши нажать на маркер;
-в появившимся окне, представленном на рис. 11.22 выбираем
«Set Y_Value =>»
- указываем значение амплитуды.
Рис. 11.22. Использование маркера.
2) Вторая передаточная функция равна W2 |
|
|
K |
|
|
|
|||
j (1 |
j T1 ) |
|||
|
|
Положения переключателей J2 и J4 показаны на рис. 11.23:
78
Рис. 11.23. Положение переключателей.
Дальнейшие действия описаны ранее. Произвести измерения для четырех САР.
11.3. Исследование частотных характеристик
Исследование проводится для основной схемы, только не понадобится осциллограф. Его следует заменить на специальный прибор, предназначенный для такого вида исследований под названием «bode plotter» или Измеритель АЧХ. На рис. 11.24 представлен измеритель АЧХ и расположение его на рабочем поле.
Рис. 11.24. Измеритель АЧХ и его расположение в программе
Регулировка параметров осуществляется на панели управления измерителя АЧХ, представленой на рис. 11.25.
Вместе с измерителем АЧХ необходимо подключить источник переменного напряжения или функциональный генератор. В нашем случае будем использовать источник переменного напряжения (рис. 11.26). Настройки параметров оставляем стандартные.
79