2. Выполнение работы.
Electronics Workbench – электронная лаборатория на компьютере. Система схемотехнического моделирования Electгonics Woгkbench предназначена для моделирования и анализа электрических схем.
При выполнении лабораторной работы № 2 для формирования схемы исследований необходимы: источник переменного напряжения AC Votage Source, осциллограф, заземление, а также соединительные элементы.
2.1 Измерение параметров синусоидального напряжения с помощью осциллографа.
2.1.1 Запустите Electronics Workbench.
2.1.2 Схема исследуемой электрической цепи имеет следующий вид (рис.4):
Рис.4
2.1.3 Перенесите необходимые элементы из заданной схемы на рабочую область Electronics Workbench. Для этого необходимо выбрать разделы на панели инструментов (Instruments, Sources), в которых находятся нужные вам элементы, затем перенести их на рабочую область (щёлкнуть мышью на нужном элементе и, не отпуская кнопки, перенести в нужное место схемы). Перенесите источник переменного напряжения, осциллограф, заземление.
2.1.4 Соедините контакты элементов и расположите элементы в рабочей области для получения необходимой вам схемы. Для соединения двух контактов необходимо щелкнуть по одному из контактов основной кнопкой мыши и, не отпуская клавишу, довести курсор до второго контакта. Зарисуйте схему исследуемой цепи в отчет.
2.1.5 Получите на экране осциллографа осциллограмму напряжения источника, для чего нажмите кнопку включения питания на панели инструментов (рис.6) и через 2-3 секунды выключите ее.
Рис.6
Дважды щелкните на изображении осциллографа и на появившемся изображении передней панели осциллографа нажмите кнопку Expand.
В окнах Channel A, Channel B открывшейся передней панели осциллографа нажмите кнопки DC.
С
помощью изменения значений коэффициентов
отклонения по вертикали
и по горизонтали
добейтесь, чтобы размах синусоиды по
вертикали составил не менее 2/3 экрана,
а по горизонтали расположилось 1-2
периода. Изображение на экране осциллографа
называется осциллограммой. Переместите
движок полосы прокрутки изображения
(находится под экраном осциллографа) в
крайнее левое положение. Зарисуйте
осциллограмму в отчет по лабораторной
работе.
2.1.6 Определите с
помощью осциллографа период колебания.
Используйте красную
и синюю визирные линии. Для определения
периода отметьте с их помощью начало и
конец периода. В окне дисплея
прочтите значение Т2-Т1, что соответствует
значению периода.
2.1.7 По величине периода рассчитайте значение частоты колебания. Сравните результат расчета и установленное на источнике значение.
2.1.8
Для определения амплитуды совместите
красную визирную линию с точкой
осциллограммы, соответствующей амплитуде
колебания. В окне индикации
в
строке VA1
прочтите значение амплитуды колебания.
2.1.9 Сравните результат измерения амплитуды с установленным на источнике значением. Запишите результаты измерений в отчет. Сделайте выводы по результатам измерений.
Примечание.
В окне Voltage(V)
источника
указано
действующее значение напряжение
.
2.1.10 Измените значения параметров источника переменного напряжения в соответствии с таблицей 1.
Табл.1
|
Номер варианта |
1, 16 |
2, 17 |
3, 18 |
4, 19 |
5, 20 |
6, 21 |
7, 22 |
8, 23 |
9, 24 |
10, 25 |
11, 26 |
12, 27 |
13, 28 |
14, 29 |
15, 30 |
|
Frequency, Hz |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
30 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
|
Amplitude, V |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
10 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
|
Phase, Deg |
90 |
180 |
270 |
90 |
180 |
270 |
90 |
180 |
270 |
90 |
180 |
270 |
90 |
180 |
270 |
Повторите измерения (п.п.2.1.6-2.1.9).
Запишите результаты измерений в отчет. Отметьте, как повлияло изменение начальной фазы сигнала источника на положение осциллограммы на экране осциллографа.
2.2 Измерение разности фаз напряжений
Для формирования схемы исследований необходимы: источник переменного напряжения AC Votage Source, осциллограф, резистор, конденсатор, заземление, а также соединительные элементы.
2.2.1 Схема исследуемой электрической цепи имеет следующий вид (рис.7):
Рис.7
2.2.2 Дополните исследуемую цепь резистором и конденсатором.
2.2.3 Соедините контакты элементов и расположите элементы в рабочей области для получения необходимой вам схемы. Зарисуйте схему исследуемой цепи в отчет.
2.2.4 Промаркируйте соединительные провода, для чего установите указатель мыши на проводник, ведущий на левый вход осциллографа (вход А), и щелкните правой клавишей. В открывшемся меню выберите опцию Wire Properties и в открывшемся окне выберите красный квадрат. Нажмите ОК. Аналогично выделите синим цветом проводник, ведущий на второй вход осциллографа. Теперь осциллограммы двух одновременно наблюдаемых сигналов будут иметь разные цвета.
2.2.5 Установите параметры источника переменного напряжения в соответствии номеру варианта (табл.1) и занесите данные в отчет.
2.2.6 Параметры элементов установите в соответствии с табл. 2.
Табл.2.
|
Номер варианта |
1, 16 |
2, 17 |
3, 18 |
4, 19 |
5, 20 |
6, 21 |
7, 22 |
8, 23 |
9, 24 |
10, 25 |
11, 26 |
12, 27 |
13, 28 |
14, 29 |
15, 30 |
|
r, Ом |
100 |
150 |
200 |
300 |
50 |
150 |
125 |
20 |
50 |
100 |
200 |
150 |
50 |
75 |
25 |
|
C, мкФ |
55 |
30 |
100 |
25 |
150 |
80 |
125 |
60 |
40 |
30 |
75 |
50 |
50 |
15 |
100 |
2.2.7 Получите осциллограммы напряжений и зарисуйте их в отчет.
2.2.8. Определите разность фаз напряжений. Для этого определите, какую часть периода составляет отрезок по оси времени, соответствующий разности фаз двух колебаний. Учитывая то, что за период фаза изменяется на 360 градусов, рассчитайте разность фаз. Запишите результат в отчет.
Ответьте на вопросы:
3.1 Как определить амплитуду колебания по его осциллограмме?
3.2 Как определить угловую частоту колебания по его осциллограмме?
3.3 Как определить разность начальных фаз колебаний по их осциллограммам?
3.4 Как влияет изменение частоты колебания на его осциллограмму?
3.5 Как влияет изменение начальной фазы колебания на его осциллограмму?
4. Содержание отчета
1. Название и цель работы.
2. Схема исследований.
3. Результаты выполнения заданий на лабораторную работу с рисунками осциллограмм, расчетами и выводами.
4. Ответы на вопросы.
Литература
1. Файл справки Electronics workbench 5.12
2. Козловський В.В., Орленко В.С., Хорошко В.О., Чирков Д.В.-Сигнали та процеси в телекомуникацийних мережах.-К.: ДУІКТ, 2006.
3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – M. Высш. шк., 1988.
4. Кривуца В.Г., РябенькийВ.М., Смирнов В.С., Солобуто Л.В. – Лабораторний практикум з електротехніки. Навчальний посібник. Київ, 2004.
Державний університет телекомунікацій
Навчально-науковий інститут захисту інформації
Кафедра систем захисту інформації