48970 (597418), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Пристрій на мал. 3.25, а — перемикач типу однополюсного тумблера, керованого натисканням призначеної клавіші клавіатури (за замовчуванням клавіші Space — пробіл). Ім'я клавіші встановлюється в діалоговому вікні (мал. 3.26).

а) б) в) г) д)

Мал.3.25. Комутаційні пристрої.

Мал.3.26. Вікно установки клавіші управління ключем.

КУ на мал. 3.25, б — реле часу (перемикач із програмувальним часом перемикання). Його параметри задаються в діалоговому вікні (мал. 3.27), де параметр Топ — час включення розімкнутого у вихідному стані контакту після початку моделювання; параметр Toff — час вимикання (переклад контактів у початковий стан), цей час також відраховується від моменту початку моделювання.

Як приклад використання програмувального КУ розглянемо схемі >ис. 3.28. Вона містить джерело живлення U = 5 В, два перемикачі SI, S2 і алфавітно-цифровий індикатор. Параметри перемикачів обрані наступної для перший Топ = 3 з, Toff = 10 з; для другий Топ = 6 з, Toff =15 с. Після включення живлення (початок моделювання) сигнал логічної одиниці (+5 В) буде поданий на висновки 0 і 2 індикатори. Оскільки індикатор працює в коді 8-4-2-1, то при цьому висвічується цифра 5 (сума чисел 4 і 1). Через 3 із ключ S1 переводиться у верхнє положення і сигнал +5 В подається на вхід 3 — займе цифра 9 (сума чисел 8 і 1). Оскільки початок відліку для всіх проміжків часу однаково, те через 3 зі спрацює перемикач S2, у результаті чого сигнал +5 В буде поданий на вхід 1 — займе буква А (шістнатцятірковій еквівалент десяткової цифри 10 = 8 + 2). Потім через 4с спрацює перемикач S1, у результаті чого напруга +5 В буде подана на вхід 2 і займе цифра 6 (сума 4 + 2). І нарешті через 5 зі спрацює перемикач S2, і схема повернеться у вихідний стан.

КУ на мал. 3.25, у, м — однополюсні вимикачі, керовані напругою або струмом. Параметри ланцюга керування задаються в діалоговому вікні на мал. 3.29 (для компонента на мал. 3.25, в), де перший параметр — напруга включення, другий — напруга вимикання (для компонента на мал. 3.25, м — струм включення і вимикання відповідно).

Як приклад розглянемо схему на мал. 3.30. У ній маються дві керованих напруги ключа SI, S2.

Мал.3.27. Вікно установки параметрів реле часу.

Мал.3.28. Схема з програмувальним КУ.

Мал.3.29. Вікно установки параметрів КУ, який керується напругою.

Керування ключами здійснюється від функціонального генератора, вихідна напруга якого контролюється осцилографом. У силовій частині схеми використане джерело напруги U, логічний пробник Р и лампочка L. Параметри ланцюга керування ключів обрані в такий спосіб: для першого ключа Uon = 1 В, Uoff = 2 В; для другого ключа Uоп=5 В, Uoff = 7 В. Режим роботи функціонального генератора показаний на мал.3.31, а, осцилограма його вихідної напруги — на мал. 3.31, б. Як видно з осцилограми, генератор дозволяє одержати пилкоподібні однополярні імпульси. З мал. 3.31 видно, що швидкість наростання пилкоподібної напруги складає10 В/с. Якщо розглянути роботу схеми за один період, то включення логічного пробника відбудеться через 0,1 з послу початку формування пилкоподібного імпульсу, оскільки для ключа S1 напруга спрацьовування обрана рівним 1 В ("пройдений шлях" у 1 В потрібно розділити на швидкість 10 В/с). Потім при напрузі 2 В, тобто через 0,1 з, ключ S1 розмикається і логічний пробник вимикається. Коли пилкоподібна напруга досягає 5 В (0,5 з послу початку формування імпульсу), спрацьовує ключ S1, запалюється лампочка і залишається в такому стані 0,2 з, поки пилкоподібний імпульс не досягне значення 7 В, при якому ключ S2 розмикається. Через 0,3 із процес повторюється, оскільки пилкоподібний імпульс досягає свого максимального значення 10 В.

а) б)

Мал. 3.31.Режим роботи функціонального генератора (а) І осцифалограма його вихідної напруги.

Мал.3.32. Вікно установки параметрів електромагнітного реле.

Мал.3.33. Схема включення електромагнітного реле.

Пристрій на мал. 3.25, д — електромагнітне реле з перекидними контактами Параметри його керуючого ланцюга задаються в діалоговому вікні на мал. 3.3: перший параметр — індуктивність котушки реле, другий і третій — струм спрацювання й утримання.

Як приклад на мал. 3.33 приведена схема включення реле з керуванням від КУ (напруга включення 1 В, вимикання 8 В). Для індикації стану контактів реле використовується логічний пробник Р. Другий канал осцилографа підключений у ланцюг живлення обмотки після струмозадаючого резистора Rd. Осцилограми сигналів (другий канал зміщений униз) показані на мал. 3.34 при індуктивності обмотки 0,001 і 0,1 Гн. З порівняння осцилограм видно, що при великій індуктивності в ланцюзі керування спостерігаються загасаючі коливання.

а) б)

Мал.3.33. Осцифалограми напруги на обмотці електромагнітного реле при індуктивності обмотки 0,001Гн (а) і 0,1(б).

3.4 Конденсатори

Конденсатори відносяться до одному з найбільш розповсюджених компонентів РЭА. У програмі EWB 3.1 конденсатори представлені трьома типами (Рис. 3.35, а).

Перший тип охоплює практично всі конденсатори, другий — електролітичні, третій — підстроювальні; значення ємності кожного конденсатора може бути встановлене в межах від 10"' пф до 10' Ф. Ємність підстроювального конденсатора може змінюватися натисканням призначеної користувачем клавіші клавіатури (за замовчуванням — клавіші З), починаючи від максимального значення до мінімального з заданим кроком (від 1 до 100%) (рис. 3.36).

При розрахунку перехідних процесів у програмі використовується схема заміщення конденсатора (мал. 3.35, б), параметри якої визначаються вираженнями [671:

Rc_n=h/2C; Ic_n=2C*U_n/h+I_n

при чисельному інтегруванні по методу трапецій;

Rc_n=h/C; Ic_n=C*U_n/h

при використанні методу Гіра.

Тут h — збільшення часу на кожнім кроці інтегрування; 1_П — значення струму еквівалентного джерела на певному кроці; Rc_n, U_n і Ic_n — опір шунтуючого резистора, напруга на конденсаторі і струм на певному кроці.

Як приклад розглянемо використовувану на практиці схему ємнісного дільника (мал. 3.37), вихідна напруга якого, вимірюване мультиметром, визначається формулою:

U₀=U_i*C1/(C1+C2) (3.4)

а) б)

мал.3.35. Графічне позначення конденсаторів(а) і схема їх заміщення в режимі розрахунку перехідних процесів(б).

Мал.3.36. Вікно установки параметрів підстроювального конденсатора.

Оскільки виміру можна проводити при різній формі напруги функціонального генератора, то при зіставленні результатів розрахунку по формулі (3.4) і результатів моделювання необхідно враховувати, що мультиметр вимірює ефективне значення напруги, що для синусоїдального сигналу складає 0,707 від амплітудного, 0,578 — для трикутного і 1 — для меандру (прямокутний сигнал зі шпаруватістю 2). Розглянемо можливість використання в якості підстроювального конденсатора варікапа — спеціально сконструйованого діода, бар’єрна ємність р-n-перехода якого залежить від зворотної напруги відповідно до формули: *

C_u=C_i/(1+U_t/U_c)^m (3.5)

де С" — ємність переходу при зворотній напрузі U,., З, — ємність при нульовій напрузі, U, — температурний потенціал (при кімнатній температурі він складає 26 мв), m = 0,5 — для різких (сплавних) і 0,333 — для плавних (дифузійних) переходів.

Основний параметр варікапа — ємність С_п при номінальній напрузі зсуву. Крім того, указуються максимальна С_макс і мінімальна С_мнн ємності при мінімальній і максимальній напругах зсуву відповідно. Інколи, в числі характеристик варікапа приводиться коефіцієнт перекриття ємності — відношення максимальної ємності до мінімального.

Мал.3.37. Ємнісний двигун.

Якість конденсатора характеризується добротністю, що визначається як відношення реактивного опору до повного опору втрат діода на заданій частоті. Підвищення добротності досягається шляхом зменшення витоків.

Мал.3.38. Діалогове вікно установки параметрів діодів.

У програмі EWB немає спеціальної моделі варікапа, замість неї можна використовувати модель діода. У перелік параметрів діода входять наступні (див. мал. 3.38, у квадратних дужках приведені позначення параметрів, прийняті в EWB5.0):

Saturation current Is [IS], A — зворотний струм діода (за замовчуванням 10¹⁴ А);

Ohmic Resistance rs [RS], Ом — об'ємний опір (від десятків до десятих часток Ом);

Zero-bias junction capacitance Cj [CJO], Ф — бар'єрна ємність р-n-переходу при нульовій напрузі (від одиниць до десятків пф);

Junction potential vj [VJ], У — контактна різниця потенціалів (0,75 В);

Tranzit time х [ТТ], з — час переносу заряду;

Junction grading coefficient m [M] — конструктивний параметр р-n-переходу: див. формулу (3.5), у більшості випадків m = 0,333;

Revers Bias Breakdown Voltage Vbr [BV], У — максимальну зворотну напругу (задається зі знаком мінус, для стабілітронів параметр не нормується).

Для стабілітронів у перелік параметрів включаються:

Zener test current Izt [IZT], A — номінальний струм стабілізації (від одиниць до десятків мА);

Zener test Voltage at Izt Uzt [VZT], У — напругу стабілізації при номінальному струмі стабілізації.

Мал.3.39. Ємнісний дільник з діодом.

Схема ємнісного дільника з використанням діода (мал. 3.39) містить; ланцюг зсуву (ланцюг керування бар'єрною ємністю), що складається з джерела напруги Uc і резистора R, генератор (амплітуда 1 В, частота 1 МГц), мультиметр, еталонний конденсатор З і досліджуваний діод VD типу kl (перейменована модель Ideal для можливості редагування параметрів) з бар'єрною ємністю Ci = 100 пФ при нульовій напрузі на переході. Конденсатори З і Ci утворять ємнісної дільник, вихідне напруга якого визначається вираженням (3.4).

C_i=C₀(U_i/U₀-1).

За допомогою цього вираження можна визначити ємність.

3.5 Резистори

Резистори є самими масовими виробами електронної техніки. У програмі EWB 3.1 резистори представлені трьома типами — постійним, підстроювальним і набором з восьми резисторів (мал. 3.40).

Мал.3.40. Графічні позначення резисторів.

Зміна опору підстроювального резистора здійснюється по тім же принципі, що і для підстроювального конденсатора (див. мал. 3.41). У наборі резисторів опір встановлюється однаковим для усіх восьми резисторів3.6.

Характеристики

Список файлов книги