Zakład Elektroniki
Labor at or i um El ekt r oni ki I
I I P i B
Ćwiczenie wykonali:
ImiÄ™ i nazwisko grupa data ocena
ĆWICZENIE WPROWADZAJ
CE
DO SYMULACJI KOMPUTEROWEJ
TEMATYKA Zapoznanie siÄ™ z programem symulacyjnym  Electronic Workbench.
ĆWICZENIA Rysowanie schematu, użycie elementów bibliotecznych i przyrządów
pomiarowych. Symulacja działania elementów i prostych obwodów.
WYMAGANE własności i parametry elementów R, L, C;
WIADOMOÅšCI podstawowe prawa elektrotechniki (Prawo Ohma, Kirchhoffa);
obwody prądu stałego;
obwody prÄ…du zmiennego.
LITERATURA W. Wawrzyński  Podstawy współczesnej elektroniki, OWPW 2003;
PODSTAWOWA Electronic Workbench, instrukcja obsługi, www.interactiv.com;
www.electronicsworkbench.com/understandelectricity/
LITERATURA J. Izydorczyk  Komputerowa symulacja układów elektronicznych PSpice,
UZUPEA
NIAJ
CA wyd. Helion 1993.
OBJAŚNIENIA Ćwiczenie stanowi wstępne zapoznanie się z programami symulacyjnymi
stosowanymi w elektrotechnice i elektronice.
2 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej
Start, Programy;
Laboratorium SYM;
1. Zapoznanie siÄ™ z programem
Symulacja
wzmacniacza
PrzeglÄ…d menu programu i jego okien:
operacyjnego
 menu  File
 menu  Edit
 menu  Circuit
 menu  Window
 menu  Help
Półka przyrządów:
 multimetr
dwuklik
 generator funkcyjny
 oscyloskop
 ploter Bodego
 generator słowa cyfrowego, analizator stanów logicznych, konwerter
logiczny
Biblioteki elementów:
 z
ródła i elementy bierne (R, L, C, masa)
przeciÄ…gnij na pole  diody i elementy aktywne (wzmacniacze operacyjne)
schematu,  tranzystory unipolarne
dwuklik  edycja  elementy Å‚Ä…czeniowe i z
ródła sterowane
parametrów  przetworniki AC-CA i układy czasowe
 elementy sygnalizacyjne i pomiarowe
 układy logiczne i cyfrowe
2. Obserwacje na oscyloskopie przebiegów
wytwarzanych przez generator funkcyjny
Połączyć układ jak na rysunku:
jak narysować
połączenia?
W układzie na
rysunku musi być
podłączona co
najmniej jedna masa
Ustawić parametry generatora  1
 przebieg sinusoidalny
 częstotliwość 1 kHz
 współczynnik wypełnienia 50%
 amplituda 1 V
 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej 3
Zsynchronizować obraz, aby na ekranie były co najmniej dwa okresy przebiegu;
zmierzyć:
amplitudÄ™,
okres, a następnie obliczyć częstotliwość,
wartość międzyszczytową przebiegu napięcia.
2.1.1. Ustawić parametry generatora  2
 przebieg prostokÄ…tny
 częstotliwość 1 MHz
 współczynnik wypełnienia 20%
 amplituda 5 V
 offset +5V
Zsynchronizować obraz, aby na ekranie były co najmniej dwa okresy przebiegu;
zmierzyć:
amplitudÄ™,
okres, a następnie obliczyć częstotliwość,
wartość międzyszczytową.
3. Sprawdzanie Prawa Ohma
Narysować schemat jak na rysunku:
Ustawić E = 12V; R = 1 k&!  obliczyć wartość prądu I, porównać ją z wartością
zmierzonÄ… przez amperomierz.
Wykonać serię pomiarów zmieniając wartość rezystancji; wyniki umieścić w
tabeli:
R &! 1k 100 12k 1 1M
I A
U V
U/I &!
Porównać otrzymane wyniki z zadaną wartością rezystancji.
4 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej
Zmodyfikować układ zamieniając rezystor żarówką:
Ustawić E = 11V; zmierzyć prąd I płynący w obwodzie i napięcie na żarówce U.
Obliczyć wartość mocy wydzielonej w żarówce P = U Å" I = & & [W]
Powiększać napięcie baterii co 0,1V, zaobserwować moment przepalenia się
żarówki; oszacować wówczas moc wydzieloną w żarówce.
4. Sprawdzanie Praw Kirchhoffa
4.1. Sumowanie prądów w węz
le
Narysować układ jak na rysunku:
Opisu elementu np.
R1 można dokonać
po jego zaznaczeniu
I out
i otwarciu Circuit-
Label
Zmierzyć prądy, umieścić wartości w tabelce, obliczyć sumę prądów.
Porównać uzyskane wyniki.
Ustawić Iin I1 I2 I3 I1+I2+I3 Iout
R1=4&!
R2=5&!
R3=10&!
R1=4&!
R2=5&!
R3=5&!
R1=5&!
R2=5&!
R3=15&!
 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej 5
4.2. Sumowanie napięć w oczku
Narysować układ jak na rysunku:
Zmierzyć napięcia, umieścić wartości w tabelce, obliczyć sumę napięć.
Porównać uzyskane wyniki.
Ustawić Ic U1 U2 U3 U1+U2+U3 Uc
R1=1 k&!
R2=1 k&!
R3=1 k&!
R1=4 k&!
R2=5 k&!
R3=5 k&!
R1=5&!
R2=5&!
R3=15&!
Miejsce na notatki i obliczenia:
6 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej
5. Zachowanie się elementów R, L, C przy sterowaniu
przebiegami zmiennymi
5.1. Rezystor
Narysować układ jak na rysunku. Narysować przebiegi napięcia i prądu (przebieg
prądu jako napięcie na małym rezystorze 1&!, proporcjonalne do prądu płynącego w
obwodzie). Zmierzyć oscyloskopem cyfrowym wartości amplitud prądu i napięcia.
Zmierzyć za pomocą plotera Bodego przesunięcie fazowe napięcia i prądu.
 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej 7
5.2. Cewka indukcyjna
Narysować układ jak na rysunku. Narysować przebiegi napięcia i prądu (napięcie
na małym rezystorze proporcjonalne do prądu płynącego w obwodzie). Oscyloskopem
cyfrowym zmierzyć
wartości amplitud prądu
i napięcia. Zmierzyć za
pomocÄ… plotera Bodego
przesunięcie fazowe
napięcia i prądu.
5.3. Kondensator
Narysować układ jak na rysunku. Narysować przebiegi napięcia i prądu (napięcie
na małym rezystorze proporcjonalne do prądu płynącego w obwodzie). Oscyloskopem
cyfrowym zmierzyć
wartości amplitud
prądu i napięcia.
Zmierzyć za pomocą
plotera Bodego
przesunięcie fazowe
napięcia i prądu.
8 Ćwiczenie wprowadzające do symulacji komputerowej
5.4. Obwód rezonansowy szeregowy
Narysować układ jak na rysunku. Narysować przebiegi napięcia i prądu (napięcie
na małym rezystorze 10&! proporcjonalne do prądu płynącego w obwodzie).
Oscyloskopem
cyfrowym zmierzyć
wartości amplitud
prądu i napięcia.
Zmierzyć za pomocą
plotera Bodego
przesunięcie fazowe
napięcia i prądu.
5.5. Selektywna gałąz
mostka Wiena
Narysować układ jak na rysunku. Narysować przebiegi napięcia wejściowego i
wyjściowego. Zmierzyć te wartości. Obliczyć tłumienie obwodu. Narysować
charakterystyki
częstotliwościowe
(amplitudowÄ… i
fazowÄ…) z plotera
Bodego.