- •Интегрированные системы проектирования и управления методические указания для выполнения лабораторных работ
- •Лабораторная работа 1 Исследование системы автоматизированного моделирования Multisim. Моделирование резистивного делителя
- •Цель работы
- •Задание на работу
- •Порядок выполнение работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа 2 Моделирование простейших дифференцирующей и интегрирующей цепей
- •Цель работы
- •Задание на работу
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа 5
- •5.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа 6
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •7.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
Интегрированные системы проектирования и управления методические указания для выполнения лабораторных работ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..…....……. 3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. Исследование системы автоматизированного моделирования Multisim. Моделирование резистивного делителя…………………………………………..……………………………...………………….…5
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2. Моделирование простейших интегрирующей и дифференцирующей цепей………………………………………………………………………….………...………..10
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3. Исследование устройств на базе операционных усилителей (ОУ)....................................................................................................................................16
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4. Исследование активных фильтров на базе ОУ..…..…………..…………………………………………………………………………....21
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5. Исследование пороговых устройств и генераторов на базе ОУ……………..………………………..……………………………..………………………25
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6. Исследование устройства принятия решения по условию …………………………………………………….……………...……………………………30
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7. Исследование переключателя потока данных на основе мультиплексора……………………………………………..………………………………………………..32
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8. Исследование устройства контроля заданного параметра……….……………………………………………..……………………………………….34
Лабораторная работа 1 Исследование системы автоматизированного моделирования Multisim. Моделирование резистивного делителя
Цель работы
Ознакомиться с интерфейсом системы схемотехнического моделироавания Multisim. Изучить внешний вид, глобальные настройки, различные панели компонентов и инструментов, пункты меню. Приобрести навыки выбора и постановки элементов, а так же заданию значений их параметров. Научиться создавать при помощи графического редактора электрические схемы.
Задание на работу
Ознакомиться с интерфейсом и назначением основных кнопок Multisim. Осуществить моделирование резистивных делителей напряжения и тока.
На рисунке 1.1 представлена схема простейшего делителя напряжения на двух резисторах R1 и R2. К цепи приложено напряжение источника постоянного тока Uист. Через резисторы протекает ток Iист (последовательное включение), на резисторе R1 падает напряжение U1, на резисторе R2 – напряжение U2: (последовательное включение), на резисторе R1 падает напряжение U1, на резисторе R2 – напряжение U2:
(1.1)
Рис. 1.1
Схема резистивного делителя напряжения.
На рисунке 1.2 представлена простейшая схема из двух параллельно включенных сопротивлений R1 и R2. К ним приложено напряжение источника постоянного тока Iист. Через резистор R1 протекает ток I1, через резистор R2 ток I2. Через оба резистора протекает суммарный ток: Iист = I1 + I2. В свою очередь:
(1.2)
Рис. 1.2
Схема резистивного делителя тока.
Порядок выполнение работы
Для выполнения работы необходимо:
Загрузить программу Multisim 12.
В открывшемся интерфейсе пользователя изучить состав и назначение ее основных элементов: строки меню, стандартной панели, панелей компонентов и инструментов, окон схемы и разработки и т. д.
Используя панель компонентов или вкладку компоненты, разместить в окне схемы по одному типу пассивного компонента (конденсатор, резистор, индуктивность и т.д.) задав соответствующие значения их параметров (для виртуальных компонентов) или тип (для реальных компонентов).
Проделать аналогичную процедуру для активных компонентов: транзисторы, операционные усилители, логические микросхемы и т. п.
Следующим этапом необходимо освоить сдвиг, выделение и поворот элементов в окне схемы.
Используя панель инструментов, разместить в окне схемы по одному типу измерительного прибора: мультиметр, функциональный генератор, осциллограф и т.п.
Научиться соединять элементы схемы между собой и с измерительными приборами.
Составить в программе Multisim простейшую электрическую схему резистивного делителя напряжения (рис. 1.1):
По формулам (1.1) рассчитать падение напряжения на резисторах R1 и R2 для данных, приведенных в таблице 1. Результаты расчетов занести в таблицу 2. Варианты задания приведены в таблице 1.
С помощью мультиметра осуществить анализ данной схемы: измерить токи Iист и напряжения на каждом из резисторов U1 и U2. Результаты моделирования занести в таблицу 2. Варианты задания приведены в таблице 1.
Составить в программе Multisim простейшую электрическую схему резистивного делителя тока (рис. 1.2):
По формулам (1.2) рассчитать протекающий через резисторы R1 и R2 ток для данных, приведенных в таблице 1. Результаты расчетов занести в таблицу 3.
С помощью мультиметра осуществить анализ данной схемы: измерить общий ток Iист и на каждом из резисторов I1 , I2. Результаты моделирования занести в таблицу 3.
Показать, что в указанных схемах соблюдаются законы Кирхгофа:
- сумма напряжений на компонентах вдоль любого замкнутого контура в эквивалентной схеме равна нулю:
, (1.3)
где: Kp – множество номеров элементов р-го контура.
- сумма токов в любом замкнутом сечении эквивалентной схемы равна нулю:
, (1.4)
где: Jq – множество номеров элементов, входящих в q-е сечение.
Составить отчет.
Варианты задания:
Таблица 1а
|
Вариант | ||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Uист, В |
5 |
10 |
3 |
12 |
20 |
5 |
36 |
9 |
3 |
Iист, А |
1 |
0,4 |
2 |
0,1 |
2,4 |
1,7 |
0,8 |
1,5 |
2 |
R1, кОм |
1;3;0,5 |
5;2;7 |
1;0,6;5 |
6;3;0,4 |
4,7;8;3 |
0,6;2;7 |
8;0,5;7 |
7,5;9;2 |
1;0,6;5 |
R2, кОм |
2;0,7;3 |
0,3;0,9;8 |
9;4;2 |
3,5;5;2 |
1;7,3;8 |
2,2;5;3 |
5;2;7 |
6;3;9,1 |
0,3;8;2 |
Таблица 1б
|
Вариант | ||||||||
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
Uист, В |
15 |
12 |
36 |
24 |
9 |
5 |
20 |
15 |
5 |
Iист, А |
0,4 |
2,4 |
1,5 |
1,3 |
1 |
0,1 |
0,8 |
0,2 |
1,7 |
R1, кОм |
1;0,6;5 |
1;7,3;8 |
0,6;2;7 |
1;3;0,5 |
2,2;5;3 |
4,7;8;3 |
7,5;9;2 |
2;0,7;3 |
0,3;8;2 |
R2, кОм |
8;0,5;7 |
5;2;7 |
4,7;8;3 |
8;0,5;7 |
1;7,3;8 |
2;0,7;3 |
6;3;9,1 |
9;4;2 |
1;7,3;8 |
Таблица 1в
|
Вариант | ||||||||
|
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
Uист, В |
9 |
24 |
12 |
36 |
9 |
3 |
15 |
12 |
36 |
Iист, А |
3 |
0,2 |
2,5 |
0,6 |
1,4 |
0,7 |
1,8 |
2,5 |
3 |
R1, кОм |
4,7;8;3 |
1;0,6;5 |
9;4;2 |
0,6;2;7 |
2;0,7;3 |
1;7,3;8 |
7,5;9;2 |
2,2;5;3 |
4,7;8;3 |
R2, кОм |
5;2;7 |
9;4;2 |
1;3;0,5 |
1;0,6;5 |
4,7;8;3 |
2,2;5;3 |
1;3;0,5 |
8;0,5;7 |
0,6;2;7 |