Приемы модификации элементов схем и управления процессом моделирования.

Запуск моделирования производится кнопкой с треугольной маркировкой или переключателем «Запуск/Остановка» в правом верхнем углу основного окна.

Постоянные параметры любого компонента схемы модифицируется только в режиме остановленного моделирования (красная прямоугольная маркировки кнопки управления моделирования при соответствующем положении переключателя «Запуск/Остановка»).

При необходимости модификаций параметров компонентов или манипуляций с органами управления, которые находятся в составе разных схем целесообразно отконфигурировать размеры и положение изображения этих схем так, чтобы они одновременно наблюдались в основном окне.

Модифицируемый компонент указывается курсорной стрелкой, после чего он выделяется щелчком левой кнопки «мыши». Панель модификации этого компонента открывается повторным двойным щелчком этой кнопки. После чего можно изменять параметры выбранного компонента.

Новые числовые параметры могут вводиться клавиатурой или выбираться из типового списка этих параметров. Для упрощения калибровки схемы целесообразно принять разброс параметров равным нулю. После одобрения введенных параметров они отражаются в параметрах компонента на схеме.

Оперативное управление позиционными элементами схем (кнопки, клавиши, движки потенциометров и т.п.) может осуществляться после их выбора и выделения щелчком левой кнопки «мыши» как при остановленном моделировании, так и в процессе моделирования работы схем.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

Задание 1. Подготовить моделирующую программу к проведению перестройки модели цифрового вольтметра, для этого:

Откройте проект «Вольтметр 10В (лабораторная работа)» программой NI Multisim.

Сохраните проект функцией Сохранить как … программы Multisim под именем, включающем в себя фамилии исполнителей и номер лабораторной работы, например, Иванов_Петров_лр9.

Файл поместите во вновь созданную электронную папку с таким же именем, вложенную в папку, где сохранены результаты выполнения своих предшествующих лабораторных работ.

Дерево каталогов (папок) с результатами лабораторной работы должно выглядеть как на Рис. 5.

Рис.5. Размещение файлов с результатами лабораторных работ.

Установите режим «Панели разработки» в меню «Вид».

Откройте с помощью панели разработки схему генератора импульсов (Сх25).

Откройте панель двулучевого осциллографа и панель частотомера схемы генератора импульсов (Сх25).

Включите моделирование.

Убедится по осциллографу в наличии генерации последовательности исходных импульсов.

частота исходных импульсов должна быть около 2 кГц.

Выключите моделирование и закройте Сх25.

Откройте с помощью панели разработки схему «Вольтметр 10В (лабораторная работа) и, используя кнопку «прикрыть» окна этой схемы, уменьшите ее размеры и поместите ее изображение в левой половине основного окна.

Откройте с помощью панели разработок схему компаратора напряжений (Сх29), также уменьшить ее размеры, но поместить ее изображение в правой половине основного окна (рядом с изображением схемы «Вольтметр 10В (лабораторная работа)»).

Задание 2. Убедиться в работоспособности исходной модели цифрового вольтметра.

Задаваясь значениями измеряемого напряжения у источника V3 = 0.5V-10.4V, убедитесь в соответствии показаний цифрового вольтметра измеряемому напряжению с погрешностью не более 0.05V.

Обратите внимание на то, что время измерения зависит от величины измеряемого напряжения.

Установив значения измеряемого напряжения вне указанных пределов измерения, убедитесь в срабатывании индикатора «U _ИЗМвне пределов измерения».

Занесите значения сопротивлений резисторов и потенциометров в Сх29, а также положения движков потенциометров в Таблицу 1, которую сохраните в виде текстового файла редактора Word c именем, включающем в себя фамилии исполнителей и номер лабораторной работы, например, Иванов_Петров_лр9.

Таблица 1. Исходные значения резисторов и потенциометров схемы компаратора напряжений (Сх29).

Обозначение резистора, потенциометра R20 R21 R22 R23 R24 R25

Номинал резистора, потенциометра

% положения ползунка потенциометра

Файл поместите в ту же электронную папку, что и файл, созданный в Задании 1.

Задание 3. Провести регулировку усилителя сигнала ЦАП и усилителя входного сигнала, для этого

· Установите номинал R20 равным 300 + YX кОм, где YX две последние цифры индивидуального шифра курсанта (студента) (при индивидуальном выполнении лабораторной работы) или среднее арифметическое чисел, определяемых этими цифрами из шифров участников рабочей группы (при групповом выполнении).

· Измерьте с помощью осциллографа U _MAX– величину максимального отрицательного напряжения сигнала ЦАП2.

· Вычислите величину сопротивления R21, следующим образом: 10B/ U _MAXх R20.

· Установите вычисленное значение R21.

· Установите R24 = R20, R25 = R21.

· Изменяя шкалу канала А осциллографа до величины 50-20 mV/Div, измерьте в mV величину одной ступеньки Uд (дискрета) сигнала ЦАП на выходе своего усилителя.

· Вычислите коэффициент усиления усилителей К_УС= R21/R20.

Задание 4. Провести регулировку резистивного делителя смещения сигнала ЦАП, для этого:

· R23 примите равным 0.01 от R20.

· Рассчитайте величину резистора R24 при заданном значении R23 по следующей формуле:

R24, kOm = (U_Д, mV x R23, kOm) /(10 000, mV х К_УС).

· Установите это значение сопротивления R24 и среднее положение движка потенциометра R23.

Задание 5. Провести регулировку резистивного делителя входного сигнала.

· R28 примите равным 0.01 от R24 = R20, а R27 = 0.1M. Установите эти значения сопротивлений при среднем положении движка потенциометра R27 (50%).

· Вычислите (R26 + R27) = R28, М х [(U _{ИЗМ МАХ}, mV х К_УС / U_Д, mV х N _МАХ) – 1)], где U _{ИЗМ МАХ}максимальное значение измеряемого напряжения, а N _МАХмаксимальное число дискретов измеряемого напряжения (максимальное число различных показаний индикаторов вольтметра). Например, N _МАХ = 100 при U _{ИЗМ МАХ} = 10В = 10 000 mV и показаниях вольтметра с точностью 0.1В

· Вычислите значение сопротивления R26 = (R26 +R27) – 0.1 М. Установите это значение сопротивления и при среднем положении движка потенциометра R27 (50%).

Задание 6. Провести грубую регулировку максимального предела измерения, для этого:

· Установите максимальное значение измеряемого сигнала U _{ИЗМ МАХ} = 10В.

· Запустите моделирование и измерение вольтметра.

· При малом показании вольтметра, постепенно уменьшая величину сопротивления R26, а при срабатывании сигнализации «U _ИЗМвне пределов измерения», увеличивая это сопротивление добейтесь показания вольтметра 10.0В так, чтобы при дальнейшем увеличении этого сопротивления на величину 0.01М = 10 k будет срабатывать сигнализация «U _ИЗМвне пределов измерения». Оставьте R26 соответствующим показанию вольтметра 10.0В.

Задание 7. Провести грубую регулировку минимального предела измерения, для этого:

· Установите значение измеряемого входного сигнала 0.04В.

· Уменьшая величину сопротивления R22 добейтесь гашения индикатора после запуска измерения вольтметра так, чтобы, при увеличении после этого сопротивления R22 на величину 0.01М = 10.k, вольтметр показывал 0.01В. Оставьте R22 соответствующим гашению индикатора.

Задание 8. Проверить правильность минимальных и максимальных показаний вольтметра, для этого:

· Установите входное напряжение равным 0.05В. Запустите моделирование и измерения вольтметра. Вольтметр должен показать 0.01В.

· Установите входное напряжение равным 10.04В. Запустите моделирование и измерения вольтметра. Вольтметр должен показать 10.0В.

· Установите входное напряжение равным 10.05В. Запустите моделирование и измерения вольтметра. У вольтметра должна сработать сигнализация «U _ИЗМвне пределов измерения».

· Установите входное напряжение равным 0.04В. Запустите моделирование и измерения вольтметра. У вольтметра должна сработать сигнализация «U _ИЗМвне пределов измерения».

· При любом отрицательном результате проверки необходима тонкая настройка вольтметра (калибровка) с помощью осциллографа.

Задание 9. Проведите, при необходимости, калибровку вольтметра с помощью осциллографа, для этого:

· Установите входное напряжение 10.05В. Запустите моделирование и измерения вольтметра.

· Изменяя одновременно шкалы каналов А и В до 100 mV/Div, а положительное смещение этих каналов от 0 до 99, наблюдайте одновременно линию входного напряжения (канал В) и завершение роста ступенчатого отрицательного напряжения ЦАП.

· С помощью потенциометра R27 установите линию входного напряжения чуть ниже начала последней ступеньки напряжения ЦАП (как это показано на Рис. 6), если сработала сигнализация «U _ИЗМвне пределов измерения») или чуть ниже (но насколько можно ближе) конца последней ступеньки напряжения ЦАП (если вольтметр показал 10.0В).

Рис. 6. Осциллограммы при калибровке верхнего предела измерения вольтметра.

· Если пределов изменения сопротивления потенциометра R27 недостаточно для выполнения такой установки, произведите уточнение грубой регулировки, изменяя R26 при среднем положении движка потенциометра R27, приблизительно до нужного положения линии входного напряжения, а затем добейтесь точного положения изменением сопротивления потенциометра R27.

· Проверьте, аналогично заданию 8, правильность показаний вольтметра для U _ИЗМ = 10.04В и U _ИЗМ = 10.05В. При необходимости повторите эту калибровку и эту проверку.

· Установите входное напряжение 0.05В. Запустите моделирование, не запуская измерения вольтметра.

· Изменяя одновременно у осциллографа шкалы каналов А и В до 20 mV/Div, а отрицательное смещение этих каналов от 0 до -60, наблюдайте одновременно линию входного напряжения (канал В) и линию нулевого сигнала ЦАП2 (канал А), соответствующую начальному сбросу регистра.

· С помощью потенциометра R23 установите линию входного сигнала чуть ниже (но насколько можно ближе) линии нулевого сигнала ЦАП2, как это показано на Рис. 7.

Рис.7. Осциллограммы при калибровке нижнего предела измерения вольтметра.

· Проверьте, аналогично заданию 8, правильность показаний вольтметра для U _ИЗМ = 0.05В и U _ИЗМ = 0.05В. При необходимости повторите эту калибровку и эту проверку.

· Ответьте в виде выводов, размещенных в текстовом файле, в котором уже находится Таблица 1, на следующие вопросы, при затруднениях проверяя ответы экспериментально.

9.1. Что изменится в показаниях цифрового вольтметра, если при калибровке верхнего предела измерений, уровень линия 10.05 V будет установлен посередине линии последней «ступеньки» линии напряжения ЦАП?

9.2. Что изменится в показаниях цифрового вольтметра, если при калибровке его нижнего предела измерений, уровень линии 0.05 V установить выше уровня нулевой линии напряжения ЦАП?

Задание 10. Проконтролировать пределы, дискретность и погрешность измерений, для этого:

· Проверьте, аналогично заданию8, правильность показание вольтметра для U _ИЗМ = 10.04В и U _ИЗМ = 10.05В. При необходимости повторите задание 6 и задание 7.

Задание 11. Измерить максимальное время измерения цифровым вольтметром, для этого:

· Установите на V3 максимальную величину измеряемого напряжения U _ИЗМ=10.04В.

· Запустите моделирование и измерение вольтметра.

· Дождитесь показания вольтметра 10.0В.

· Остановите моделирование.

· Откройте панель управления осциллографа в Сх29.

· Определите, используя шкалу 10 ms/Div, промежуток времени с момента начала роста отрицательного напряжения до момента срабатывания компаратора (момента прекращения роста этого напряжения).

· Ответьте в виде выводов, размещенных в текстовом файле, в котором уже находится Таблица 1, на следующие вопросы, при затруднениях проверяя ответы экспериментально.

11.1. От каких из перечисленных параметров зависит максимальное время измерения цифровым вольтметром: от нижнего предела измеряемого напряжения, от верхнего предела измеряемого напряжения, от погрешности измерения напряжений в заданных пределах, от частоты импульсов задающего генератора?

11.2. Почему скорость измерения линейно зависит от величины измеряемого напряжения?

11.3. Чем ограничено минимально возможное время измерения заданного напряжения при использовании исследованного цифрового вольтметра?

Задание 12. Записать втекстовый файл редактораWord, в виде таблицы по форме Таблицы 2, значения всех резисторов электрической схемы компаратора (Сх29), включая положения ползунков потенциометров, и поместить эту таблицу в файл, где находится Таблица 1..

Таблица 2. Рассчитанные и установленные значения

резисторов и потенциометров компаратора напряжений

Обозначение резистора, потенциометра R20 R21 R22 R23 R24 R25

Номинал резистора, потенциометра

% положения ползунка потенциометра

Задание 13. Продемонстрировать настроенную и откалиброванную модель цифрового вольтметра преподавателю.

Задание 14. Используя данные Таблицы 1 вернуть схему компаратора напряжений (Сх29) в исходное состояние и проверить ее полную работоспособность, аналогично выполнению Задания 2.

Сохраните свой проект функцией Сохранить программы Multisim.

1 2 34
Поделиться:

Популярное:
A Схема затяжки болтов ГБЦ; болты 5 и 7 длиннее остальных и устанавливаются в свои места
I. Понятие органа государственного управления (исполнительной власти)
I.12. Факторы жизни растений, возможность управления ими с помощью агротех. приёмов.
III. 41. Стратегия и функции управления.
III. 43. Методы управления с/х производством.
N Изучите схему перед лекцией.
V1: Теоретические основы формирования и управления ассортиментом товаров
А 144. Из каких элементов образуется система права РФ?
А. Чертеж кинематической схемы электромеханического привода
Административно-правовой статус органов местного самоуправления.
Административно-правовые отношения в сфере государственного управления
Административные методы управления

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-31; Просмотров: 355; Нарушение авторского права страницы