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 проведения исследований (рис. 11.2). Соединить выход генератора с резистором. Для их 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 остальные элементы схемы.
Рис. 11.2 Схема исследований цепи RC
В данной схеме используются:
G - генератор сигнала - (генерирует сигналы различной частоты и длительности синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы).
Осц. – осциллограф - для наблюдения формы сигналов на входе и выходе.
6.4.1 Установить сопротивление резистора R =1280 Ом, С1=29 нФ. Для этого два раза щёлкнуть левой клавишей манипулятора мышь на изображение элемента и поменять его значение в раскрывшемся окне, с помощью манипулятора мышь нажать “OK”, окно закроется, значение элемента изменится.
6.4.2 Создать цепь для одновременного наблюдения импульсов на входе и выходе цепи, соединив выход генератора со вторым каналом осциллографа и эту линию соединения (на рис. 11.2 – линия (1)) выделить другим цветом. Для этого два раза щёлкнуть левой клавишей манипулятора мышь на линию и в раскрывшемся окне выбрать другой цвет, нажать “OK” окно закроется, цвет линии поменяется.
6.5 Исследовать процессы, проходящие в цепи RC. На цепь подаются прямоугольные импульсы. Так как длительность импульсов больше постоянной времени цепи, т.е. переходной процесс оканчивается за время действия импульса, то можно считать, что во время подачи импульса идет заряд конденсатора, а во время отсутствия импульса – разряд конденсатора.
6.5.1 Щёлкнуть два раза на изображение генератора. Установить режим генерации прямоугольных импульсов, нажав на изображение прямоугольных импульсов в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.
6.5.2 Установить частоту (frequency) 2кГц, амплитуду (amplitude) 2В, длительность импульса (duty cycle) 40-50% от периода и постоянную составляющую (offset) сигнала на выходе генератора равную 2 с помощью клавиатуры и манипулятора мышь, изменяя эти данные в окошках напротив параметров в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.
6.5.3 Включить режим анализа схемы, щелкнув манипулятором мышь на изображение I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.
6.5.4 Щёлкнуть два раза на изображение осциллографа, наблюдать временные диаграммы сигналов на экране осциллографа.
6.5.5 Щёлкнуть на изображение Expand лицевой панели осциллографа. Наблюдать временные диаграммы входного и выходного сигналов на расширенном экране.
6.5.6 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.
6.5.7 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем “время на деление” (Time base) – время, соответствующее наблюдению двух периодов колебания.
6.5.8 Установить переключателем “Вольт на деление” (U/div) – масштаб по оси амплитуд. Зарисовать входной и выходной импульсы в отчёт.
6.5.9 Изменять сопротивления резистора R (R = 640, 320, 160, 80, 20 Ом). После каждого изменения сопротивления включать режим анализа схемы.
Зарисовать полученные осциллограммы в отчет. Сделать выводы о влиянии сопротивления резистора на длительность переходного процесса.
6.5.10 Установить величину сопротивления резистора R равным 1280 Ом. Подключить параллельно конденсатору С1 конденсатор С2=18 нФ. Включить режим анализа схемы. Зарисовать полученные осциллограммы входного и выходного напряжения. Выяснить влияние величины емкости конденсатора на длительность переходного процесса. Затем конденсатор С2 отключить от схемы.
6.5.11 Изменять длительность импульса (duty cycle) в раскрытом окне лицевой панели генератора. Зарисовать осциллограммы для нескольких значений длительности импульса. Сделать выводы о влиянии длительности сигнала на форму выходного напряжения.
6.6 Исследовать переходные процессы в цепи RL.
6.6.1 Исследовать изменение напряжения на катушке индуктивности.
6.6.1.1 Собрать схему, приведенную на рис. 11.3 (L = 44 мГн). Повторить опыты по пунктам 6.5.1 – 6.5.9 и 6.5.11.
6.6.2 Исследовать изменение тока в цепи с индуктивностью в переходном режиме.
6.6.2.1 Собрать схему, приведенную на рис. 11.4. Повторить опыты по пунктам 6.5.1 – 6.5.9 и 6.5.11.
Рис. 11.3 Схема исследований цепи RL
Рис. 11.4 Схема исследований цепи RL
6.7 Показать результаты выполнения работы преподавателю.
6.8 Выключить оборудование.
6.9 Составить отчет по работе.