Приложение 1 аппаратура лабораторного стенда

Лабораторный стенд состоит из персонального компьютера с дополнительной платой серии М для сбора и обработки данных и настольной рабочей станции NI ELVIS (рис. П.1.1).

NI ELVIS – это полный набор приборов для лаборатории, в который включено и аппаратное, и программное обеспечение.

Для обеспечения функциональных возможностей набора обычных измерительных приборов в NI ELVIS используются программы-приборы, написанные на LabVIEW, многофункциональный прибор DAQ, настольная рабочая станция и макетная плата.

Рис. П.1.1. Лабораторный стенд:

1 – настольный компьютер, 2 – прибор DAQ серии M с 68-штырьковым разъемом, 3 – экранированный кабель для приборов серии М, 4 – макетная плата NI ELVIS, 5 – настольная рабочая станция NI ELVIS

Лабораторный стенд обеспечивается двумя комплектами программного обеспечения.

Первый состоит: а) из дополнительной платы обработки данных (АЦП и ЦАП с частотой дискретизации 1.25 МГц и разрешением 12…16 бит); б) рабочей станции NI ELVIS (с макетной платой); в) программного обеспечения в среде LabVIEW. Этот комплект позволяет проводить измерения реальных цепей виртуальными приборами и виртуальных цепей реальными приборами на низкой рабочей частоте (150 Гц…200 кГц) и с малым разрешением (12 бит). Однако этого вполне достаточно для построения учебных лабораторных макетов.

Второй комплект программного обеспечения работает в среде Multisim и предназначен для функционирования только с виртуальными цепями и приборами, но на более высокой частоте (до 100 МГц) и с большим разрешением. Это позволяет исследовать более сложные цепи и использовать сложные современные приборы в виртуальном виде. Одна из последних версий Multisim-10 имеет около двух десятков виртуальных приборов большой сложности, вплоть до точных копий стандартных приборов выпускаемых различными фирмами. Например, Tektronix TDS 2024 Oscilloscope. Они выглядят и действуют точно в соответствии с техническим описанием производителя. В этом приложении кратко рассмотрены наиболее популярные приборы. Более подробная информация о каждом приборе есть в руководстве пользователя Multisim (User Guide) и файле справки (help file).

Мультиметры

Мультиметры предназначены для измерения переменного или постоянного тока или напряжения, сопротивления, а более сложные – частоты и некоторых других параметров сигнала. Диапазон измерения мультиметра подбирается автоматически.

Генераторы сигналов

Генератор сигналов (Function generator) – это источник напряжения, который может генерировать синусоидальные, пилообразные и прямоугольные импульсы. Можно изменять форму сигнала, его частоту, амплитуду, коэффициент заполнения и постоянный сдвиг. Диапазон генератора достаточен, чтобы воспроизвести сигналы с частотами от нескольких герц до аудио- и радиочастотных.

Более сложные генераторы могут генерировать модулированные сигналы с амплитудной или частотной модуляцией и позволяют плавно изменять несущую частоту.

Осциллографы

В Multisim есть несколько модификаций осциллографов, которыми можно управлять как обычными невиртуальными. Они позволяют устанавливать параметры временной развертки и напряжения, выбирать тип и уровень запуска измерений и вид синхронизации осциллографа. Ниже показаны простые и наиболее часто используемые осциллографы: двухканальный и четырехканальный. При необходимости можно использовать фирменные приборы, воспользоваться осциллографом смешанных сигналов Agilent 54622D или упоминавшимся ранее Tektronix TDS 2024.

Данные осциллографов Multisim и описываемых далее измерителя АЧХ и анализатора спектра можно посмотреть после эмуляции с помощью самописца (Grapher) из меню Вид/Плоттер (View/Grapher).