Лабораторная работа № 3 Исследование характеристик операционного усилителя и схем на его основе
1. Цель работы
Целью работы является изучение принципов построения и исследование характеристик преобразователей электрических сигналов на основе операционных усилителей, а также получение практических навыков схемотехнического моделирования.
2. Задание для домашней подготовки
1. Изучить данные методические указания.
2. Ознакомиться с методикой создания принципиальных электрических схем в программе Electronics Workbench.
3. Ознакомиться с лабораторным заданием.
3. Схемотехническое моделирование
в СРЕДЕ ElectponicS Workbench
Моделирование преобразователей электрических сигналов производится на ПЭВМ типа IBM PC в интегрированной среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench 5.0. Окно данной программы содержит интуитивно понятный интерфейс и отвечает установившимся требованиям к программным продуктам, предназначенным для работы в операционной системе Windows.
При запуске программы открывается главное окно, содержащее меню, линейку инструментов для редактирования схем и линейку библиотек компонентов. Моделирование устройства начинается с создания его принципиальной электрической схемы. Практически все операции при этом выполняются с помощью манипулятора «мышь».
Элементы схемы выбираются из библиотек, отображенных в виде пиктограмм в верхней части окна под панелью редактирования. При нажатии на пиктограмму открывается вспомогательное окно, содержащее пиктограммы элементов электрических цепей и электронных компонентов. Ниже приведены названия библиотек компонентов:
Sources
– источники сигналов
Basic
– пассивные
компоненты и коммутаторы
Diodes
– диоды
Transistors
- транзисторы
Analog
IСs – аналоговые
микросхемы
Mixed
IСs – микросхемы
смешанного типа
Digital
ICs – цифровые
микросхемы
Logic
Gates –
логические цифровые схемы
Digital
– цифровые микросхемы
Indicators
– индикатор
Controls
– аналоговые вычислительные устройства
Miscellaneous
– компоненты смешанного типа
Instruments
– контрольно-измеритель-ные
приборы
Элемент переносится на рабочее поле при нажатой левой кнопке мыши, помещается в нужное место, после чего кнопка отпускается. При необходимости элемент можно передвинуть, повернуть на 90о, отразить в вертикальном или в горизонтальном направлении.
Для соединения вывода компонента схемы с выводами других компонентов необходимо указать на него мышью. При появлении круглой черной площадки следует нажать левую кнопку мыши и появившийся при этом проводник следует протянуть к выводу другого компонента до появления на нем такой же площадки, после чего отпустить кнопку мыши. Для разветвления проводников на рабочее поле помещается промежуточная точка, к которой можно присоединить до 4-х проводников.
Каждый элемент, взятый из библиотеки, имеет параметры по умолчанию. Для изменения параметров элемента необходимо дважды щелкнуть на его изображении. Откроется окно редактирования, в котором задаются необходимые значения.
Для измерения параметров сигналов электрических цепей предназначены. Особенностью программы является то, что эти приборы могут быть представлены на рабочем поле только в единственном экземпляре. В программе используются следующие контрольно-измерительные приборы:
|
- мультиметр (Multimeter) |
|
|
- функциональный генератор (Function generator) |
|
|
- осциллограф (Oscilloscope) |
|
|
- спектроанализатор (Bode plotter) |
|
|
- генератор слов (Word generator) |
|
|
- логический анализатор (Logic analyser) |
|
|
- логический преобразователь(Logic Convertеr) |
|
Подключение измерительных приборов к схеме производится аналогично подключению обычного компонента. При этом применение цветных проводников (дважды щелкнуть на проводнике левой кнопкой мыши и выбрать цвет), приводит к окрашиванию осциллограммы в соответствующий цвет. Режим настройки измерительного прибора определяется при помощи двойного щелчка или нажатия правой кнопки мыши и выбора команды Open контекстного меню.
Измерение амплитудных и временных характеристик сигналов производится с помощью осциллографа. Лицевая панель осциллографа может иметь два режима: обычный и расширенный. Переход в расширенный режим осуществляется нажатием кнопки Expand. В этом режиме увеличен размер экрана и имеется возможность прокрутки изображения по горизонтали и его сканирование с помощью вертикальных визирных линий синего и красного цвета. В индикаторных окошках под экраном отображаются результаты измерения напряжения, временных интервалов и их приращений (между визирными линиями).
Кроме перечисленных в табл. 2 измерительных приборов можно использовать неограниченное число экземпляров амперметра и вольтметра из библиотеки индикаторов (Indicators)
После
того как схема собрана, необходимо ее
включить. Для этого предназначена кнопка
.
Однократное ее нажатие включает режим
моделирования, а повторное – выключает.
В случае необходимости с помощью кнопки
можно приостановить (до повторного
нажатия) моделирование.