77

5.4. Основные рекомендации по применению программы EWB-5.12

Для сборки схемы необходимо открыть системное меню щелчком мыши (левая кнопка) на пиктограмме File (файл). В окне этого меню следующим щелчком выбрать команду New (создать новую схему). На экране открывается рабочее поле, на котором можно создавать схему и перемещать ее линейками вертикальной и горизонтальной прокрутки. Затем выбирается необходимый элемент из поля компонентов щелчком левой кнопки мыши на второй линейке пиктограмм. Таким образом, можно открыть панели источников различных сигналов, пассивных и активных электрорадиоэлементов (ЭРЭ), измерительных приборов и т.д. Выбрав нужный ЭРЭ и не отпуская левой кнопки, перемещают его на рабочее поле в удобное место. После отпускания кнопки на элементе появляется номинал (по умолчанию, например, 1к), и он выделяется красным цветом. Подведя курсор на выделенный элемент и щёлкнув правой кнопкой мыши, открывают окно команд, с помощью которых можно удалить его (Gutэлемент удаляется в буфер, Delete –элемент удаляется совсем), повернуть на 90ο(Rotate). Для изменения номинала ЭРЭ нужно дважды щёлкнуть по выделенному элементу левой кнопкой мыши. Тогда откроется новое окно, в котором устанавливаются необходимые параметры (Value) выбранного элемента. Набор параметров осуществляют с клавиатуры, используют также мышь, после чего левой кнопкой щёлкают по клавише ОК. Разместив все необходимые элементы, источники на рабочем поле, соединяют их проводниками. Для этого к выводу компонента подводят указатель мыши. На нем должна появиться большая черная точка. Не отпуская левой кнопки по прямой линии соединяют эту точку с такой же точкой другого компонента. Программа сама изменит траекторию соединения по кратчайшему пути. После соединения проводник можно переместить, вновь нажав левую кнопку и двигая мышь в нужную сторону. Удалить проводник можно, нажав правую кнопку, командой Delete. Если в одной точке соединяются несколько проводников, используют дополнительную точку из панели пассивных компонентов, перемещая ее левой кнопкой в нажатом состоянии в нужное место. В процессе рисования схемы возможны разрывы между элементами и проводниками, которые выявляются путем выделения элемента (красный цвет) и его смещения с помощью нажатой левой кнопки в сторону. После того как схема нарисована, подключают измерительные приборы в выбранные точки схемы. Открыв панель приборов, перемещают выбранный прибор на рабочее поле. Дважды щёлкнув по нему левой кнопкой, задают режим измерения: постоянный ток или напряжение - DC, переменный - АС. Для вольтметра важным параметром является входное сопротивление (по умолчанию 1 Мом), для амперметра - сопротивление измерительной головки (по умолчанию 1 мОм). У этих приборов выделенная толстой линией сторона прямоугольника, изображающая прибор, соответствует отрицательной клемме. Вольтметр подсоединяют в нужные точки схемы проводниками, как и обычный компонент, а амперметр можно наводить непосредственно на проводник, и он автоматически включается в схему так, как это необходимо. Как и обычный ЭРЭ, любой прибор

можно повернуть на 90°. По окончании сборки схемы включают режим измерения

78

специальной кнопкой (0/1), расположенной в правом верхнем углу монитора. На приборах высветятся показания, которые можно зафиксировать нажатием кнопки «пауза» или “0”. Для сохранения схемы и результатов измерений необходимо войти в режим File и выбрать команду Save as (сохранить как) и присвоить имя этому файлу. При использовании источников переменного напряжения необходимо указывать действующее значение напряжения, частоту и фазу, выделяя источник красным цветом и дважды щёлкая по нему мышью. Если по заданию фаза имеет знак “минус”, нужно пересчитать её 360ο- ψ и указать её новое значение в параметрах. Для просмотра временных режимов можно подключить к выбранным точкам осциллограф, переместив его с панели инструментов на рабочее поле. Дважды щёлкнув по нему левой кнопкой, можно увеличить его для последующей настройки. Он является двуканальным (канал А и канал В), настраивается с помощью левой кнопки мыши, как и обычный осциллограф. Цвет луча задаётся пользователем правой кнопкой мыши командой Wire Properties и выбирается из таблицы командой ОК. Верхнюю правую клемму осциллографа необходимо заземлять. Для выполнения моделирования необходимо в меню Circuit указать команду Show Nodes и щёлкнуть мышью по кнопке ОК. На схеме появятся номера узлов, доступных для анализа. После этого в меню Analysis выбрать режим: Transient (расчёт переходных процессов), AC Freguency (расчет частотных характеристик), Fourier (спектральный анализ). Задав параметры моделирования в диалоговом окне, получают графики выбранных режимов в указанных точках схемы. По графикам можно определять конкретные результаты моделирования. Путем настройки приборов изменяют их шкалы в зависимости от диапазона измерений, задают вид входных воздействий. Возможности программы позволяют одновременно наблюдать несколько кривых на графике, отображать их различными цветами, изменять координаты точек на графике, импортировать данные в графический редактор для преобразования рисунков.

Методика проведения измерений с помощью осциллографа следующая. Для того чтобы наблюдать за процессом, необходимо настроить

Рис. 5.22

79

осциллограф, как реальный прибор. Пусть необходимо исследовать переходный процесс в RC-цепи с параметрами, приведёнными на рис. 5.22, при включении её на источник переменного напряжения с частотой 2 кГц.

При этом необходимо измерить максимальное напряжение на резисторе на третьем периоде тока и начальную точку пересечения тока с осью абсцисс на этом периоде. Для решения задачи подключают вход канала В к незаземлённому выводу конденсатора, верхний правый вывод осциллографа заземляют. Учитывая, что период при частоте 2кГц составляет 0.5 мс, выбирают цену деления такой, чтобы период составлял примерно 2 клетки. Для этого в поле TIME BASE устанавливают значение этого параметра 0.2 мс/дел. Далее в системном меню выбирают пункт Analysis Options. В разделе INSTRUMENTS этого меню задаем режим «Pause after each screen » (пауза после каждого экрана). В этом же разделе выберем необходимое количество расчётных точек на цикл. Проще всего это делать в автоматическом режиме, щёлкнув мышью по строке Generate time steps automatically. Кроме того, увеличивают для канала В размах кривой напряжения на экране осциллографа. В результате после запуска схемы получают картинку, удобную для измерения максимума напряжения на третьем периоде и точки пересечения с осью абсцисс в начале этого периода (рис. 5.23).

Рис. 5.23

В программе EWB предусмотрена также модель цифрового запоминающего осциллографа. Она вызывается щелчком мыши на панели Oscilloscope по кнопке Expand. На лицевой панели расширенной модели имеется 3 дополнительных табло. Величины, отображаемые на них, обозначают:

Т1 - время, соответствующее позиции первого курсора; VA1 - напряжение на входе А в этой позиции;

VB1 - напряжение на входе В в этой позиции;

T2 - время, соответствующее позиции второго курсора;

80

VA2 - напряжение на входе А в этой позиции;

VB2 - напряжение на входе В в этой позиции.

Третье табло показывает непосредственно разность величин, соответствующих позициям указанных курсоров. Таким образом, подведя курсор к соответствующей точке, можно непосредственно считать с табло мгновенное значение напряжения и момент времени. Поскольку цифровые осциллографы хранят в памяти информацию для всего измеренного ряда мгновенных значений, этапы снятия и обработки данных в них могут быть разделены. Линейка прокрутки внизу экрана позволяет сдвигать картинку от конца процесса до самого начала, прослеживая в нужном временном масштабе и проводя необходимые измерения параметров.

Для измерения более двух параметров с помощью осциллографа можно использовать коммутатор, устанавливаемый на входе. Для измерения мгновенных значений тока в цепь последовательно включают вход источника напряжения, управляемого током, заземлив один из его выходов, а второй подключив к осциллографу. Для измерения мгновенных значений мощности используют умножитель, позволяющий получить на выходе сигнал, равный произведению двух входных напряжений. Подав на входы этого компонента напряжения, пропорциональные току и напряжению, подключив выход к осциллографу, можно получить осциллограмму мгновенной мощности. Энергию, запасаемую в конденсаторе или в катушке индуктивности, измеряют также с помощью умножителя. Тогда сигнал подают на оба входа умножителя одновременно, а коэффициент передачи устанавливают в зависимости от

элемента анализа. Для конденсатора коэффициент выбирают как C 2 , а для

катушки как L 2 . В результате сигнал на выходе умножителя будет равен величине энергии в соответствующем элементе.