Лабораторная работа № 1. Освоение приемов применения программы Electronics Workbench
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА
имени И.М.ГУБКИНА
КАФЕДРА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Отчёт по лабораторным работам по дисциплине «Скважинные геофизические информационно-измерительные системы»
Выполнили: студенты группы ГИ-11-04 Васильева С.А., Ракицкий В.Г., Сахиуллина Э.Р., Станкевич М.А.
Проверил: доц. Шумейко Александр Эдуардович _________ Подпись
Сдан на проверку ________
Дата защиты ________ Оценка _________
Москва, 2014 г.
Оглавление
Лабораторная работа № 1. Освоение приемов применения программы Electronics Workbench 3
Лабораторная работа № 2. Применение программы Electronics Workbench для моделирования компонентов ИИС.. 9
Лабораторная работа № 3. Исследование источников питания и выпрямителей. 12
Лабораторная работа № 4. Моделирование фильтров. 19
Лабораторная работа № 5. Моделирование усилителей. 26
Лабораторная работа № 6. Моделирование генератора колебаний. 31
Лабораторная работа № 7. Моделирование измерительных преобразователей. 33
Лабораторная работа № 9. Моделирование цифровых устройств. 35
Лабораторная работа № 10. Исследование триггеров и регистров. 41
Лабораторная работа № 11. Исследование счетчиков. 45
Лабораторная работа № 12. Исследование параллельной линии передачи данных. 48
Лабораторная работа № 13. Моделирование компаратора и сумматора. 51
Лабораторная работа № 14. Исследование электронной схемы скважинного прибора. 55
Лабораторная работа № 1. Освоение приемов применения программы Electronics Workbench
Цели и задачи работы
Цель работы: исследовать виртуальные электронные измерительные приборы и научиться ими пользоваться.
Задачи работы:
1. Изучить назначение, параметры и органы управления мультиметра;
2. Изучить назначение, параметры и органы управления функционального генератора;
3. Изучить назначение, параметры и органы управления электронного осциллографа.
1 Лабораторный стенд
Лабораторный стенд предназначен для изучения электроизмерительных приборов, их параметров, назначения и органов управления.
| |||
| Рис. 1. Структурная схема лабораторного стенда |
2 Описание приборов
2.1 Мультиметр
Мультиметр (лат. multum – много) – это многофункциональный универсальный измерительный прибор, позволяющий измерять несколько параметров электрических сигналов и компонентов цепей электронных устройств. Мультиметрами измеряют напряжения постоянного и переменного тока, емкость конденсаторов, сопротивление резисторов, коэффициенты усиления, затухание четырехполюсника, частоту и другие параметры.
а) б)
|
| Рис. 2. Условное обозначение (а) и общий вид (б) мультиметра |
На мультиметре имеются следующие кнопки управления:
| Название кнопки | Обозначение кнопки | Описание |
| Измерение тока, А | Мультиметр используется как амперметр. В этом случае он подключается в цепь последовательно, к точке, в которой необходимо измерить ток. |
| Измерение напряжения, В | Мультиметр используется как вольтметр, для измерения падения напряжения между двумя точками цепи. В этом случае он подключается параллельно участку, на котором проводятся измерения. |
| Измерение сопротивления, Ом | Мультиметр используется как омметр, для измерения сопротивления участка цепи. |
| Измерение затухания, дБ | Измерение затухания между двумя точками. |
| Переменный ток | Производятся измерения параметров переменного тока. На мультиметре отображаются среднеквадратичные значения напряжения и тока. |
| Постоянный ток | Производятся измерения параметров постоянного тока. |
| Установки | Установка параметров, свойственных реальному мультиметру. |
2.2 Функциональный генератор
Функциональный генератор – источник напряжения, который создает синусоидальный сигнал или последовательность треугольных и прямоугольных видеоимпульсов.
а) б)
|
| Рис. 3. Условное обозначение (а) и общий вид (б) функционального генератора |
С помощью функционального генератора также можно менять параметры выходных сигналов: частоту, скважность импульса, смещение и амплитуду. Для этого функциональный генератор имеет следующие кнопки управления:
| Название кнопки | Обозначение кнопки | Описание |
| Форма сигнала | Установка формы выходного сигнала: синусоидальной (выбрана по умолчанию), треугольной и прямоугольной |
| Частота | Установка частоты генерируемого сигнала (от 1 Гц до 999 МГц) |
| Скважность | Установка коэффициента заполнения в %: для импульсных сигналов это отношение длительности импульса к периоду повторения – величина, обратная скважности, для треугольных сигналов – соотношение между длительностями переднего и заднего фронта. |
| Амплитуда | Установка амплитуды выходного сигнала |
| Смещение | Смещение изображения сигнала на экране осциллографа. Добавление к сигналу некоторой постоянной составляющей, на величину которой смещаются волны относительно друг друга. Измеряется в тех же значениях что и амплитуда. |
| Выходные зажимы | При заземлении клеммы СОМ (общий) на клеммах «-» и «+» получаем парафазный сигнал. |
2.3 Электронный осциллограф
Электронный осциллограф предназначен для наблюдения сигналов и измерения их параметров.
а) б)
|
| Рис. 4. Условное обозначение (а) и общий вид (б) электронного осциллографа. |
Осциллограф показывает форму, величину и частоту электрических сигналов. Он имеет два входных сигнала А и В, поэтому одновременно можно наблюдать два различных сигнала. Для настройки их параметров на осциллографе имеются следующие кнопки:
| Название кнопки | Обозначение кнопки | Описание |
| Длительность развертки | Масштаб горизонтальной оси времени (количество секунд на деление). Эта установка влияет на то, какое количество колебаний мы увидим. |
| Смещение Х | Определяет начальную точку отсчета по оси Х. При Х=0, построение начинается с левого края экрана. Максимальное смещение 5 делений в обоих направлениях. |
| Режим развертки | В режиме Y/T реализуются следующие режимы развертки: по вертикали - напряжение сигнала, по горизонтали – время; в режиме В/А: по вертикали – сигнал канала В, по горизонтали – сигнал канала А; в режиме А/В: по вертикали – сигнал канала А, по горизонтали – сигнал канала В. |
| Триггер | В режиме Y/T предусмотрен также ждущий режим (TRIGGER) с запуском развертки (EDGE) по переднему или заднему фронту запускающего сигнала (выбирается нажатием кнопок  ) при регулируемом уровне (LEVEL) запуска, а также в режиме AUTO, от канала А, от канала В или от внешнего источника (EXT).
|
| Канал А/ Канал В | Установка параметров каналов А и В отдельно друг от друга. |
| Входной сигнал | Режим АС предназначен для наблюдения только сигналов переменного тока. В режиме 0 входной зажим замыкается на землю. В режиме DC можно проводить измерения как постоянного, так и переменного тока. |
| Увеличение | При нажатии на кнопку ZOOM лицевая панель осциллографа существенно меняется – увеличивается размер экрана, появляется возможность прокрутки изображения по горизонтали и его сканирования с помощью вертикальных визирных линеек (синего и красного цвета), которые за треугольные ушки могут быть установлены в любое место экрана. При этом в индикаторных окошках под экраном приводятся результаты измерений напряжения, временных интервалов и их приращений |
Выводы
В ходе лабораторной работы мы в программе Electronics Workbench изучили назначение, параметры и органы управления таких виртуальных электронных приборов как мультиметр, функциональный генератор и электронный осциллограф. Мультиметр – это многофункциональный универсальный измерительный прибор, позволяющий измерять напряжения постоянного и переменного тока, емкость конденсаторов, сопротивление резисторов, коэффициенты усиления, затухание четырехполюсника, частоту и другие параметры. Функциональный генератор является источником напряжения, который создает синусоидальный сигнал или последовательность треугольных и прямоугольных видеоимпульсов. Электронный осциллограф предназначен для наблюдения сигналов и измерения их параметров и показывает форму, величину и частоту электрических сигналов.