1.4.Приборы

Для использования приборов необходимо войти в библиотеку индикаторов.

Основные приборы это вольтметр и амперметр постоянного и переменного напряжения. Они не нуждаются в настройке и для гармонического сигнала выдают действующее значение:

U_Д = U_М / , I_Д = I_М / , (1.1)

где U_Д ,I_Д действующие значения, а U_М , I_М – амплитудные значения напряжения и тока. Для включения в схему они имеют две клеммы с указанием + и – для постоянного тока. По умолчанию внутреннее сопротивление вольтметра R₀ =1МОм, а амперметра R₀ =1мОм. Сопротивление можно менять, но при работе вольтметра в схемах с низким выходным сопротивлением очень высокое его внутреннее сопротивление может привести к сбою моделирования работы схемы. К неустойчивой работе схемы может привести и значительное уменьшение внутреннего сопротивления амперметра в схемах с высоким выходным сопротивлением (относительно выводов амперметра).

В качестве вольтметра и амперметра можно использовать мультиметр.

Приборы на панели приборов делятся на две группы:

- вверху панели расположены приборы для формирования и наблюдения аналоговых сигналов. Это – мультиметр, ваттметр, функциональный генератор, Боде – плоттер, осциллограф;

- внизу панели расположены приборы для формирования и наблюдения логических сигналов. Это генератор слов, логический анализатор, логический преобразователь.

1.5 Измерения

1.5.1 Установка значений элементов и приборов производится на вкладке Value, которая открывается после двойного щелчка на изображении элемента. Однако если требуемые параметры не указаны на вкладке Value, то их можно исправить, лишь изменив модель соответствующего элемента.

1.5.2 Вольтметр и амперметр. После двойного щелчка мыши на изображении прибора открывается диалоговое окно для изменения параметров прибора:

- вид сигнала;

- значение внутреннего сопротивления.

Результат измерения высвечивается после нажатия кнопки Label.

1.5.3 Мультиметр можно использовать в качестве приборов:

- амперметра. На расширенном изображении мультиметра надо нажать кнопку А. На табло появится значение тока в сети;

- вольтметра. Необходимо нажать кнопку V;

- омметра. Необходимо нажать кнопки ; «-»;

- измерителя уровня напряжения. Необходимо нажать кнопку dB;

В этом режиме работы мультиметр измеряет уровень напряжения между двумя точками схемы или напряжением в данной точке U_ВХ и опорным U_ОП , а именно:

dB=20lg( U_ВХ / U_ОП) (1.2)

Мультиметр требует настройки. После нажатия клавиши Set устанавливают внутреннее сопротивление вольтметра, амперметра и ток омметра.

1.5.4 Ваттметр на панели имеет клеммы для измерения тока и напряжения с указанием полярности для постоянного тока. Он измеряет активную мощность и коэффициент мощности Power Factor. Прибор не нуждается в настройке и автоматически меняет диапазон измерений.

1.5.5 Осциллограф – аналог двулучевого запоминающего осциллографа. На уменьшенном изображении осциллографа находятся четыре входных зажима:

- верхний правый – общий;

- нижний правый – вход синхронизации;

- под экраном – входы каналов А и В.

После двойного щелчка мыши, открывается передняя панель осциллографа с кнопками управления. Для настройки осциллографа следует задать:

- расположение осей, по которым откладывается сигнал;

- масштаб развертки по осям;

- смещение начала координат;

- режим работы по входу: открытый или закрытый;

- режим синхронизации: внутренняя или внешняя;

Настройка осуществляется при помощи четырех полей управления, расположенных на панели управления:

- поле управления горизонтальной разверткой (масштабом времени)

- поле управления каналом А;

- поле управления каналом В;

- поле управления синхронизацией.

Управление масштабом времени развертки и амплитуды сигналов производится при помощи кнопок позиции Scale в соответствующих полях. Для этого курсор устанавливается в соответствующее окно позиции Scale, в котором появляются кнопки увеличения – уменьшения цены деления: для времени – от 0,1 нс до 1с на деление, а для напряжения – от10мкВ до5 кВ на деление. Аналогичными кнопками в позиции Х устанавливается начало осциллограммы по оси Х, а в позициях Y каналов А и В устанавливается вертикальное смещение осей Х соответствующих каналов.

Режимы работы осциллографов. Внизу первого поля расположены кнопки Y/T, A/B, B/A- позволяющие задавать зависимости:

- Y/T – по вертикальной оси откладывается напряжение, а по горизонтальной – время;

- А/В – по вертикальной оси откладывается напряжение на входе канала А, а по горизонтальной оси– напряжение на входе канала В, а при нажатии кнопки В/А – наоборот.

- Add – сигналы по обоим каналам суммируются.

Режимы А/В, В/А позволяют наблюдать фигуры Лиссажу, гистерезис, воль – амперные, частотно - фазовые характеристики цепей.

Кнопки внизу второго и третьего поля обеспечивают выбор режима работы осциллографа:

- открытый режим (DC) – пропускается постоянная составляющая сигнала;

- закрытый режим (AC) – не пропускается постоянная составляющая сигнала.

Синхронизация. Кнопки в строке Edge четвертого поля (Trigger) задают момент запуска осциллограммы по фронту или срезу импульса на входе синхронизации. Позиция Level задает минимальный уровень сигнала синхронизации. Осциллограф имеет следующие режимы синхронизации:

- Auto –автоматический, запускается при включении прибора;

- по входным сигналам каналов А и В

- Ext. – внешний запуск, запускается внешним сигналом.

Результаты измерений выводятся на три информационных табло, расположенные под экраном. Имеется два курсора, которые перемещаются мышью от начала наблюдения (фиксирует первый курсор) до конца наблюдения (фиксирует второй курсор). На первом табло отображаются параметры сигналов, зафиксированные первым курсором (время, напряжение), а во втором – зафиксированные вторым курсором. На третьем табло отображаются соответствующие разности координат первого и второго курсоров.

1.5.6 Боде – плоттер (графопостроитель) используется для получения амплитудно-частотных (АЧХ) и фазочастотных (ФЧХ) характеристик схемы. Он измеряет отношение амплитуд сигналов в двух точках и фазовый сдвиг между ними. Боде – плоттер генерирует собственный спектр частот, диапазон которого задается при настройке (Set ...). Он имеет четыре зажима, два из которых (+) подключены к соответствующим точкам схемы, а два других заземлены. Индикация АЧХ инициируется кнопкой Magnitude, а ФЧХ – кнопкой Phase.Обе панели, как Vertical,так и Horizontal задают:

- начальное (I - initial) и конечное (F - final) значения параметров, откладываемых на вертикальной оси;

- вид шкалы вертикальной оси – логарифмический (Log) или линейный (Lin);

Для АЧХ отношение напряжений меняется в диапазоне:

- в линейном масштабе – от 0 до 10Е9;

- в логарифмическом масштабе – от -200 до 200 db.

Для ФЧХ диапазон от – 720 до 720⁰ .

По горизонтальной оси откладывается частота в герцах или в кратных единицах.

На информационных полях внизу справа выводятся параметры графика в точке пересечения его с курсором. Курсор перемещается или мышью или клавишами (вперед - назад).

1.5.7 Функциональный генератор

Функциональный генератор является идеальным источником напряжения сигналов синусоидальной, прямоугольной или треугольной формы.

Можно задавать следующие параметры сигналов:

- частоту от 1Гц до 999МГц;

- амплитуду от 0 мВ до 999кВ;

- скважность;

- постоянную составляющую выходного сигнала.

Форма треугольного и прямоугольного сигналов может настраиваться за счет выбора значения скважности в поле Duty Circle.

1.5.7 Генератор слов используется для создания 32х разрядных цифровых последовательностей. Через выход Т выдается последовательность тактовых импульсов. На вход R подается сигнал синхронизации от внешнего источника.

На левой стороне генератора находится поле последовательности шестнадцатеричных чисел, каждому из которых соответствует адрес. Начальный и конечный адреса могут устанавливаться с помощью табло Initial и Final соответственно.

Режимы работы генератора:

- пошаговый – устанавливается кнопкой Step;

- циклический – устанавливается кнопкой Burst;

- непрерывный - устанавливается кнопкой Cycle.

Возможно прерывание циклического или непрерывного режимов кнопкой Breakpoint. Позиция прерывания отмечается крестиком на табло.

Синхронизация возможна, как по положительному, так и по отрицательному фронту импульса.

С приходом каждого импульса генератор выдает одно слово.

1.5.8 Логический анализатор подсоединяется к схеме с помощью 16 выводов, напротив каждого из которых появляются временные последовательности в виде прямоугольных импульсов. Два курсора определяют время в двух точках. Время в этих точках и разность между ними высвечиваются внизу на табло. Таймер определяет время запуска анализатора по фронту или срезу своего импульса.

1.5.9 Логический преобразователь обеспечивает выполнение операций:

- получение таблиц истинности;

- преобразование таблиц истинности;

- создание логических схем по заданному логическому выражению;

- синтез логических схем на элементах И – НЕ по заданному логическому выражению.

Таблица истинности появляется в левой части экрана после подключения выхода Out к выходу схемы и входов A ...H к соответствующим входам схемы.

Логическое выражение, соответствующее таблице истинности появится после нажатия кнопки на правой части панели прибора. При этом, таблица истинности, не имеющая отношения к схеме, создается посредством набора переменных A ...H и установления значений истинности соответствующее каждой комбинации кнопок A ...H. Преобразователь упрощает полученное выражение. Кроме того, по данному логическому выражению преобразователь может синтезировать схему.