
- •I. Лабораторні заняття
- •II. Практичні заняття
- •2. Розрахунок електричних кіл в режимі усталених гармонічних
- •3. Розрахунок лінійних електричних кіл при періодичних
- •9. Тематика розрахунково-графічних робіт і методичні настанови
- •Передмова Обгрунтування комп'ютерного моделювання електричних та електронних схем
- •П.1. Вивчення системи моделювання Elektronics Workbench. Структура вікон та система меню
- •П.1.1. Структура вікон ewb
- •П.1.2. Меню File
- •П.1.3. Меню Edit
- •П.1.4. Меню Circuit
- •Її параметрів (б)
- •Оформлення схеми
- •П.1.5. Меню Window
- •П.1.6. Меню Help
- •П.1.7. Контрольні питання
- •П.2. Створення схем та бібліотеки компонентів
- •П.2.1. Технологія підготовки схем
- •П.2.1.1. Група Custom – допоміжні компоненти
- •П.2.1.2. Група Passive – пасивні компоненти
- •П.2.1.3. Група Active – активні компоненти
- •П.2.1.4. Група fet – польові транзистори
- •П.2.1.5. Група Control – комутаційні пристрої та керовані джерела
- •П.2.1.6. Група Hybrid – гібридні компоненти
- •П.2.1.7. Група Indіc – індикаторні прилади
- •П.2.1.8. Група Gates – логічні елементи
- •9. Logic gates – логічні цифрові мікросхеми (рисунок п.2.9,а).
- •П.2.3. Порядок виконання роботи
- •П.2.4. Контрольні питання
- •П.3. Дослідження Контрольно-вимірювальних приладів програми Elektronics Workbench
- •П.3.1. Основні теоретичні відомості
- •П.3.2. Мультиметр (Multimeter)
- •П.3.3. Функціональний генератор (Function Generator)
- •П.3.4. Осцилограф (Oscilloscope)
- •П.3.5. Вимірювач ачх та фчх (Bode Plotter)
- •П.3.6. Генератор слова (Word Generator)
- •П.3.7. Функціональний генератор
- •П.3.8 Логічний аналізатор (Logic Analyzer)
- •П.3.9 Логічний перетворювач (Logic Converter)
- •П.3.10. Відмінності приладів програми ewb 5.Хх
- •П.3.11. Контрольні питання
- •П.4. Дослідження елементної бази Elektronics Workbench
- •П.4.1. Джерела струму
- •П.4.2. Керовані джерела
- •П.4.3. Індикаторні прилади
- •П.4.3.1. Вольтметри та амперметри
- •П.4.3.2. Семисегментний цифровий індикатор
- •П.4.3.3. Чотиривходовий індикатор
- •П.4.3.9. Десятисегментний індикатор
- •Із вмонтованим ацп
- •П.4.4. Порядок виконання роботи
- •П.4.5. Контрольні питання
- •I. Лабораторні заняття Лабораторна робота № 1
- •1.1. Порядок виконання роботи
- •2. Принцип взаємності
- •3.Теорема про еквівалентний генератор
- •2.2. Порядок виконання роботи
- •3.2. Порядок виконання роботи
- •3.3. Обробка результатів досліду
- •3.4. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 4 Дослідження лінійного нерозгалуженого кола синусоїдного струму
- •4.1. Основні теоретичні відомості
- •4.2. Порядок виконання роботи
- •4.3. Обробка результатів досліду
- •4.4. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 5 Дослідження лінійного розгалуженого кола синусоїдного струму
- •5.1. Основні теоретичні відомості
- •5.2. Порядок виконання роботи
- •5.3. Обробка результатів досліду
- •5.4. Контрольні питання
- •6.2. Порядок виконання роботи
- •6.3. Обробка результатів досліджень
- •6.4. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 7 дослідження трифазного кола при сполученні фаз споживача трикутником
- •7.1. Основні теоретичні відомості
- •7.2. Порядок виконання роботи
- •7.3. Обробка результатів досліджень
- •7.4. Контрольні питання
- •8.1 Основні теоретичні відомості
- •8 .2. Порядок виконання роботи
- •8.3. Обробка результатів досліджень
- •8.4. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 9
- •9.1. Основні теоретичні відомості
- •9.3.2. Визначення коефіцієнта пульсацій однопівперіодного випрямляча при зміні ємності фільтра
- •9.3.3. Визначення коефіцієнта пульсацій однопівперіодного випрямляча при зміні струму навантаження
- •9.3.4. Визначення коефіцієнта пульсацій двопівперіодного випрямляча
- •9.4. Обробка результатів досліджень
- •9.5. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 10 дослідження біполярних транзисторів
- •10.1. Основні теоретичні відомості
- •10.2. Порядок виконання роботи
- •10.3. Обробка результатів досліджень
- •10.4. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 11
- •11.1. Основні теоретичні відомості
- •11.2. Порядок виконання роботи
- •11.3. Обробка результатів досліджень
- •11.4. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 12
- •12.1. Основні теоретичні відомості
- •12.3.4. Вимірювання часу наростання вихідної напруги оп
- •12.4. Обробка результатів досліджень
- •1. Результати вимірювання вхідних струмів
- •2. Результати вимірювання зміщення
- •3. Результати вимірювання вхідного та вихідного опорів
- •12.5. Контрольні питання
- •1. Розрахунок електричних кіл при постійних струмах
- •Порядок розрахунку
- •Приклад 1.1 Знайти струми у вітках електричного кола, схема якого приведена на рисунку 1.4, якщо задано: в; в; Ом; Ом; Ом; Ом; Ом.
- •1.3. Метод контурних струмів
- •Приклад розрахунку
- •П орядок розрахунку
- •1.4. Розрахунок електричних кіл методом еквівалентного генератора
- •Порядок розрахунку
- •Приклад розрахунку
- •1.7. Питання для самоконтролю
- •2. Розрахунок електричних кіл в режимі усталених гармонічних коливань
- •2.1. Представлення синусоїдних функцій часу комплексними числами
- •2.2. Закони Кірхгофа в комплексній формі
- •2.3. Приклад розрахунку нерозгалуженого кола
- •Розрахунок
- •2.4. Приклад розрахунку розгалуженого кола
- •Розрахунок
- •2.5. Питання для самоконтролю
- •3. Розрахунок лінійних електричних кіл при періодичних несинусоїдних сигналах
- •3.1. Порядок розрахунку
- •3.2. Приклад розрахунку електричних кіл при періодичних несинусоїдних сигналах
- •3.2.1. Розрахунок
- •4. Розрахунок трифазних електричних кіл
- •4.1. Розрахунок при симетричному навантаженні фаз споживачів, сполучених зіркою
- •4.2. Розрахунок при несиметричному навантаженні фаз споживачів, сполучених зіркою
- •4.3. Розрахунок при симетричному навантаженні фаз споживачів, сполучених трикутником
- •4.4. Розрахунок при несиметричному навантаженні фаз споживачів, сполучених трикутником
- •5. Розрахунки перехідних процесів у електричних колах
- •5.2. Методика розрахунку перехідних процесів
- •5.3. Визначення постійних інтегрування в класичному методі
- •5.4. Методика визначення постійних інтегрування
- •6. Розрахунок струмів перехідних процесів класичним методом
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •7. Розрахунок перехідних процесів операторним методом
- •7.1. Порядок розрахунку
- •7.2. Розрахунок струмів перехідних процесів операторним методом
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •Розрахунок
- •8. Магнітні кола
- •8.1. Розрахунок магнітних кіл постійного струму
- •8.1.1. Загальні положення
- •8.1.2. Розрахунок нерозгалуженого магнітного кола
- •8.1.3. Розрахунок розгалуженого кола з одною мрс
- •8.1.4. Розрахунок магнітного кола з двома вузлами
- •9. Тематика розрахунково-графічних робіт і методичні настанови до їх виконання
- •9.1. Завдання №·1
- •9.1.1. Вихідні дані завдання №·1
- •9.1.2. Розрахункові схеми завдання №1
- •9.1.3. Приклад виконання завдання № 1
- •Розрахунок
- •9.2. Завдання №·2
- •9.2.1. Вихідні дані завдання № 2
- •9.2.3. Приклад виконання завдання №·2
- •Рекомендована література
П.2.1.5. Група Control – комутаційні пристрої та керовані джерела
Перемикачі можуть бути замкнені або розімкнені за допомогою керуючих клавіш на клавіатурі. У вимкненому стані вони є нескінченно великим опором, у включеному стані їх опір дорівнює нулю. Ім'я керуючої клавіші можна ввести з клавіатури в діалоговому вікні, що з'являється після подвійного клацання мишею на зображенні ключа.
Розділ Control містить комутаційні пристрої і керовані джерела в наступному складі:
Перемикач,
керований клавішею клавіатури (за
замовчуванням – клавіша пропуску);
Перемикач,
який автоматично спрацьовує через
заданий час на включення і виключення;
Вимикач,
який спрацьовує в заданому діапазоні
вхідної напруги або струму;
Джерело
напруги, кероване струмом або напругою;
Джерело
струму, кероване струмом або напругою.
Реле
з перекидним контактом.
Поліноміальне
джерело живлення.
П.2.1.6. Група Hybrid – гібридні компоненти
Для компонентів бібліотеки Hybrid, за винятком таймера, допускається редагування в діалоговому вікні наступних параметрів:
верхній рівень вхідної напруги (High-Level Input Voltage Vih, В);
нижній рівень вхідної напруги (Low-Level Input Voltage Vil, B);
час встановлення при переході від нижнього рівня до верхнього і навпаки;
порогова напруга.
Наприклад для АЦП (ADC) перші два параметри позначають діапазон перетворення напруг, третій – час перетворення, четвертий – ціна молодшого розряду.
8-
розрядний АЦП.
8-
розрядний ЦАП із зовнішніми опорними
джерелами струму і парафазним виходом.
8-
розрядний ЦАП із зовнішніми опорними
джерелами напруги.
Моностабільний
мультивібратор.
Популярна
мікросхема багатофункціонального
таймера 555.
П.2.1.7. Група Indіc – індикаторні прилади
Розділ Indіс містить амперметр і вольтметр з цифровим відліком, одинарні та багатосегментні світлоіндикатори, 8- розрядний пристрій запису даних і звуковий сигналізатор (зумер).
Вольтметр.
Амперметр.
Лампа
розжарювання (напруга, потужність).
Світлоіндикатор
(колір свічення).
Семисегментний
індикатор.
Семисегментний
індикатор з дешифратором.
8- розрядний пристрій запису даних в текстовому режимі.
Звуковий індикатор (зумер).
Лінійка
з десяти незалежних світлодіодів.
Лінійка
з десяти світлодіодів з вбудованим АЦП.
П.2.1.8. Група Gates – логічні елементи
Група Gates складається з моделей базових логічних елементів і моделей цифрових ІМС ТТЛ – і КМОП – серій:
Логічні
елементи І, І-НЕ (кількість входів);
Логічні
елементи АБО, АБО-НЕ (кількість входів);
Логічні
елементи ВИКЛЮЧне
АБО та ВИКЛЮЧне
І-НЕ (кількість входів);
Логічні
елементи НЕ, буфер і тристабільний буфер
з трьома положеннями;
Цифрові ІМС ТТЛ- і КМ0П- серій (тип мікросхеми).
П.2.1.9. Група Comb’I – комбіновані цифрові компоненти
Напівсуматор
(тип).
Повний
суматор
Серійні мікросхеми мультиплексорів, декодерів/демультиплексорів, елементів арифметико-логічних приладів.
П.2.1.10. Група Seg'l – тригери
RS–тригер.
JK–тригери
з прямим або інверсним тактовим входом
і передустановленими входами.
D–тригери
без передустановлення і з входами
передустановлення.
Серійні мікросхеми тригерів, лічильників, регістрів.
П.2.1.11. Група ІС – цифрові мікросхеми
В групі ІС зібрані моделі цифрових ІМС серій 155 і 176.
П.2.2. Бібліотека компонентів EWB 5.хх
Бібліотека компонентів програми EWB 5.0 дещо розширена і сильно перероблена за рахунок перегрупування компонентів, хоча багато компонентів, як і в EWB4.x, не цілком відповідають тій групі, до якої вони відносяться. Якщо за складом основних бібліотек EWB5.0, 5.12 і 5.12PRO приблизно однакові, то за кількістю компонентів у них 5.12 і особливо 5.12PRO суттєво переважають 5.0. Розглянемо нові, в порівнянні з EWB4.1, компоненти цих програм.
Favorites – розділ, аналогічний групі Custom в EWB4.1.
Sources – джерела сигналів; розділ доповнений наступними елементами:
2.1 +Vcc, +Vdd – нерегульовані джерела постійної напруги +5 В і +15 В.
2.2 VCSWO (Voltage-Controlled Sine Wave Oscillator) – кероване напругою джерело синусоїдного сигналу. Параметри джерела задаються в діалоговому вікні, яке має дві закладки наступного змісту: L=1 В і H=1 В – нижній і верхній рівень вихідної напруги; N=2 – визначає кількість ділянок, що задаються, залежності частоти F=f(C) від вхідної напруги С1 – С5 (С1=0В, С2=1В, С3=С4=С5=0 В), на яких частота вихідного сигналу приймає значення F1–F5 (F1=1Гц, F2=1000Гц, F3=F4=F5=1Гц). При використанні в якості джерела функціонального генератора в режимі одно полярного трикутного сигналу на виході приладу, що розглядається формується частотно-модульований сигнал.
Рисунок П.2.2 – Нові компоненти розділу Sources
VCTWO (Voltage-Controlled Triangle Wave Oscillator) – кероване напругою джерело трикутного сигналу (рисунок П.2.3,а). Параметри джерела аналогічні попередньому за винятком додаткового параметра RTD=0,5 (50%) – коефіцієнта заповнення.
VCSWO (Voltage-Controlled Square Wave Oscillator) – кероване напругою джерело прямокутного сигналу (рисунок П.2.3,б). Параметри аналогічні попередньому компонента.
COS (Controlled One-Shot) – широтно-імпульсний модулятор з елементами керування (рисунок П.2.3,в).
Рисунок П2.3 – Нові керовані джерела розділу Sources
VCPWLS (Voltage-Controlled Piecewise Linear Source) – кероване напругою джерело (рисунок П.2.3,г) з Кусково-апроксимованою характеристикою Y=f(X) з можливістю розбиття її на п'ять ділянок.
FSKS (Frequency-Shift-Keying Source) – кероване однополярними сигналами джерело з двома фіксованими значеннями частоти вихідного синусоїдного сигналу при існуванні імпульсу і в паузі джерело дозволяє імітувати процес формування модемного сигналу, в якому логічна одиниця передається з частотою приблизно в два рази меншою частоти логічного нуля.
NDS (Nonlinear Dependent Source) – багатофункціональне нелінійне залежне джерело. Необхідний функціональний зв'язок між цими джерелами встановлюється в діалоговому вікні шляхом введення заданої функції. Окрім звичних арифметичних операцій у формулах можна використовувати функції: abs, asin, atanh asinh, з, In, sinh, асosh, atan, cosh, log, sqrt і ін.
3. Basic – розділ, в якому зібрані всі пасивні компоненти, а також комутаційні пристрої (рисунок П.2.4); до нових компонентів у цьому розділі відносяться:
3.1. Magnetic Core – магнітне осердя (другий від кінця); дозволяє імітувати нелінійну залежність індукції магнітного матеріалу В від напруженості Н поля в 15 точках.
3.2. Nonlinear Transformer – нелінійний трансформатор, параметри сталевого осердя задаються аналогічно попередньому компонента; інші параметри аналогічні параметрам повітряного трансформатора.
3.3. Coreles Coil – котушка із осердям; імітація однієї точки залежності.
Рисунок П.2.4 – Меню розділу Basic (а), схема включення аналогового ключа (б) і осцилограми сигналів (в)
3.4. Voltage-Controlled Analog Switch – керований напругою Uu аналоговий ключ S для комутації вхідного сигналу Ui (див. рисунок П.2.4,б). Із осцилограми на рисунку П.2.4,в, видно, що при нульовому логічному рівні керування (Uu=0В) ключ закритий, а при одиничному (Uu=1В) – відкритий.
Diodes – діоди (рисунок П.2.5).
Рисунок П.2.5 – Меню розділу Diodes
Transistors – транзистори (рисунок П.2.6). До сімейства транзисторів доданий (в порівнянні з EWB 4.1) p- канальный і n- канальный арсенід-галієві польові транзистори.
Рисунок П.2.6 – Меню розділу Transistors
Analog ICs – аналогові мікросхеми. До сімейства аналогових мікросхем добавлені: операційні підсилювачі з додатковими виводами для підключення конденсатора, що коректується, широкосмугові операційні підсилювачі, компаратор напруги і мікросхема для фазового автопідбору частоти.
Рисунок П.2.7 – Меню розділу Analog ICs
7. Mixed ICs – Мікросхеми змішаного типу. Зміст розділу повністю ідентичний вмісту групи Hybrid EWB 4.1, тобто до нього входять 8-розрядний АЦП, два типи ЦАП, мультивібратор та інтегральний таймер.
8. Digital ICs – цифрові мікросхеми (рисунок П.2.8,б). Розділ повністю аналогічний розглянутій вище групі ІС з дещо розширеною кількістю ІМС.
Рисунок П.2.8 – Меню розділів Mixed ICs та Digital ICs