5 Аппаратное и программное обеспечение
5.1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).
5.2 Графический манипулятор мышь.
5.3 Программа Electronics Workbench 5.0.
6 Порядок выполнения работы
6.1 Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам самопроверки.
6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.
ВНИМАНИЕ! Аккуратно обращайтесь с персональным компьютером и его периферийными устройствами. Соблюдайте требования эргономики. Проверьте наличие заземления устройств.
6.3 Включить персональный компьютер, для этого:
6.3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя на системном блоке “Power”.
6.3.2 Наблюдать загрузку компьютера.
6.3.3 Набрать на клавиатуре цифру 1 – загрузка с локального диска.
6.3.4 Для входа в систему нажать Ctrl + Alt + Delete.
6.3.5 После появления окна “Вход в систему” нажать Enter.
6.3.6 Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.
6.3.7 Два раза щёлкнуть манипулятором мышь на ярлык “Мой компьютер”.
6.3.8 Выбрать диск D: найти папку Work, затем папку EWB 512 (программа Electronics Workbench 5.0); открыть файл WEWB 32. Получить изображение стандартного окна программы.
6.4 Собрать схему исследования цепи RC (рис. 5.1).
Рис. 5.1 Схема для исследования цепи RC
В данной схеме используются: V1, V2 – вольтметры (показывают действующее значение напряжения); А – амперметр (показывает действующее значение тока); G - генератор сигнала - (генерирует сигналы различной частоты и длительности синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы).
Изм. АЧХ и ФЧХ - измеритель амплитудно-частотных (АЧХ) и фазочастотных (ФЧХ) характеристик. Подключение прибора к схеме осуществляется с помощью
зажимов IN (вход) и OUT (выход). Левые клеммы зажимов подключаются соответ-
ственно к входу и выходу исследуемой схемы, а правые – к общей шине (земле).
Необходимые элементы из библиотек программы переносятся из каталога на рабочее поле движением мыши при нажатой левой кнопке, после чего кнопка отпускается. После того, как все необходимые элементы будут вызваны из библиотек, производится соединение их выводов проводниками.
Для соединения необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпустить клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия – подтверждение правильности соединения. Аналогично включить все элементы схемы.
6.4.1 Установить значения C и R согласно п. 3.4. данных методических указаний. Чтобы установить значение элемента, надо два раза щёлкнуть левой клавишей манипулятора мышь на изображение элемента и поменять его значение в раскрывшемся окне; нажать “OK”, окно закроется, значение элемента изменится.
6.4.2 Установить в вольтметрах (V1 и V2) и амперметре (А) режим измерения переменного тока, для чего щёлкнуть манипулятором мышь два раза на изображение элемента и в раскрывшемся окне выбрать режим (Mode) АС (переменный ток).
6.4.3 Щёлкнуть два раза на изображение генератора. Установить режим генерации синусоидальных импульсов, нажав на соответствующее изображение в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.
6.4.4 Установить частоту (frequency) равной 20 кГц, амплитуду (amplitude) 3 В, длительность импульса (duty cycle) 50% от периода, постоянную составляющую (offset) сигнала на выходе генератора равной нулю, изменяя эти данные в окошках напротив параметров в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.
6.4.5 Щёлкнуть два раза на изображение измерителя АЧХ и ФЧХ. На открывшейся лицевой панели данного прибора нажать манипулятором мышь кнопку Phase (для измерения фазы), вид шкалы Lin - линейный. Щелчками манипулятора мышь установить в окошках пределы измерения: F – максимальное, и I – минимальное значение по осям X (Horizontal) и Y (Vertical). По оси X:F = 25 кГц, I = 1 кГц, по оси
Y: F = 900, I = -900.
6.5 Включить режим анализа схемы, щелкнув манипулятором мышь на изображение I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.
6.5.1 Нажать манипулятором мышь надпись Pause на панели инструментов, остановив анализ построения программой временных диаграмм или отключить формирование сигналов, нажав левой клавишей манипулятора мышь на изображение 0 в правом верхнем углу окна.
6.5.2 Измерить напряжение на конденсаторе UCд (показания вольтметра V1), напряжение на резисторе URд (показания вольтметра V2) и значение тока в цепи Iд. Результаты измерений занести в табл. 5.1.
6.5.3 Измерить угол сдвига фаз между напряжением и током, для чего на лицевой панели измерителя АЧХ и ФЧХ переместить курсор, расположенный в начале шкалы, на частоту работы схемы (20 кГц) и снять показания фазы на информационном поле внизу справа. Занести полученные данные в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Расчетные и экспериментальные данные исследования цепи RC
|
Величина |
Uвх, В |
Iд, мА |
URд, В |
UCд, В |
φ, град |
Ps, ВА |
P, Вт |
Q, Вар |
Z, Ом |
Xc, Ом |
|
Расчет |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.5.4 Выяснить влияние величины резистивного сопротивления на угол сдвига фаз между напряжением и током на входе цепи RC. Для этого в схему добавить резистор R1 (рис. 5.2). Установить сопротивления резистора R1 = 20 Ом.
Рис. 5.2 Схема исследования фазы цепи RC
6.5.5 Измерить фазу между напряжением и током цепи согласно п. 6.5.3. Результаты измерения занести в табл. 5.3.
6.5.6 Изменяя значения сопротивления резистора R1 (табл. 5.3), измерять фазу. Полученные данные занести в табл. 5.3.
6.6 Исследовать цепь RL, для этого вместо конденсатора C в схему (рис. 5.1) включить катушку индуктивности L. Установить значение L согласно п. 3.4. данных методических указаний. Частоту генератора (frequency) установить равной 1 кГц. В измерителе АЧХ и ФЧХ изменить пределы измерения по оси X: F = 5 кГц, I = 5 Гц.
6.6.1 Повторить п.п. 6.5.2…6.5.3. Полученные данные занести в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Расчетные и экспериментальные данные исследования цепи RL
|
Величина |
Uвх, В |
Iд, мА |
URд, В |
ULд, В |
φ, град |
Ps, ВА |
P, Вт |
Q, Вар |
Z, Ом |
XL, Ом |
|
Расчет |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.6.2 Выяснить влияние величины резистивного сопротивления на угол сдвига фаз между напряжением и током на входе цепи RL. В схему исследования цепи RL добавить резистор R1 (см. п. 6.5.4). Повторить п.п. 6.5.5…6.5.6. Результаты измерения занести в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Результаты измерения фазы
|
R1, Ом |
20 |
100 |
300 |
600 |
1200 |
2500 |
5000 | |
|
RC – цепь |
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
RL – цепь |
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
6.7 Показать результаты выполнения работы преподавателю.
6.8 Выключить оборудование.
6.9 Составить отчет по работе.