Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інструкція до лабораторної роботи № 1
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2012
Тип роботи:
Інструкція до лабораторної роботи
Предмет:
Схемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ОЗНАЙОМЛЕННЯ З СИСТЕМОЮ
СХЕМОТЕХНІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ MICROCAP-8.
ПОБУДОВА ЕЛЕКТРИЧНИХ СХЕМ З ПАСИВНИМИ КОМПОНЕНТАМИ
Інструкція до лабораторної роботи № 1
з навчальної дисципліни:
“Схемотехніка пристроїв технічного захисту інформації”
Затверджено
на засіданні кафедри
(Захист інформації(
Протокол № від 2012 р.
Львів – 2012
Ознайомлення з системою схемотехнічного моделювання MicroCap-8. Побудова електричних схем з пасивними компонентами: Інструкція до лабораторної роботи №1 з дисципліни: “Компонентна база засобів технічного захисту інформації” /Укл.: Кеньо Г.В. ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2012. ( 18 с.
Укладач Кеньо Г.В., к. т. н., доц.,
Відповідальний за випуск Дудикевич В.Б., д.т. н., проф.
Рецензенти:
1. МЕТА РОБОТИ
Ознайомитися з програмою схемотехнічного моделювання та проектування MC 8 DEMO з сім’ї MicroCap (Microcomputer Circuit Analysis Program) фірми Spectrum Software. Засвоїти основні прийоми побудови електричних схем з лінійними компонентами та задавання їх параметрів.
2. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО ПРОГРАМУ MC 8 DEMO
Програма MC 8 DEMO призначена для моделювання простих електронних схем, що містять не більше 50 компонентів або 100 зв'язків, що цілком достатньо для вивчення базових схем аналогової та цифрової техніки та їх характеристик. Ця програма вільно доступна на сайті http: / / www. Spectrum- soft. сom.
За допомогою програми можна створювати аналогові, цифрові та змішані аналого-цифрові електричні схеми, отримувати характеристики, змінювати параметри схем для отримання необхідних характеристик.
Програма дозволяє виконувати аналіз нелінійних електронних схем за постійним струмом, виконувати розрахунок перехідних процесів, розраховувати частотні характеристики, виконувати оцінку рівня внутрішнього шуму і граничної чутливості та виводити графіки результатів моделювання. Крім того, за допомогою МС 8 можна синтезувати пасивні та активні аналогові фільтри.
Спроектовані і відпрацьовані схеми, а також графіки, що відображають їх характеристики, можуть виводитися в графічному вигляді для документування.
3. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДЛЯ ПОЧАТКУ РОБОТИ В MC 8
З.1 Запуск програми MicroCap 8
Для запуску цієї програми необхідно увійти в меню Пуск – Програми – MicroCap 8 або натисканням ярлика на робочому столі:
Після виклику програми MC8 на екрані з'явиться основне вікно програми (рис.1).
Рис.1. Основне вікно програми MicroCap 8
У верхньому рядку основного вікна міститься меню команд. Нижче розташована панель інструментів. Простір на білому фоном нижче панелі інструментів називається робочою областю або вікно редактора схем.
3.2. Системне меню або меню команд. Панель інструментів
Системне меню або меню команд є головним меню пакету MicroCap 8. Воно містить наступні розділи Файл (File), Редактирование (Edit), Компоненты (Component), Окна (Windows), Опции (Options), Анализ (Analysis), Создание, Модель (Model), Помощь (Help).
3.2.1. Розділ Файл (File)
Перший розділ в меню команд називається Файл. У цьому розділі можна зберегти схему, відкрити її, або ж створити нову. Для цього треба підвести курсор миші до назви розділу Файл і натиснути ліву кнопку миші. Після цього з'явиться вікно як показано на рис. 2. Вибір інших команд системного меню здійснюється аналогічним чином. Найбільш використовувані команди, які нам будуть потрібні для подальшої роботи - це Новый (New), Открыть (Open), Сохранить (Save) і Сохранить как (Save As).
Рис.2. Вікно команд Файл
Створення нової схеми
Спочатку мишкою вибирається режим Файл. За командою Новый (Ctrl + N) пропонується зробити вибір (рис. 3).
Рис.3. Вікно для створення нового типу файлу
Вибираємо тип файлу Схема (Schematic) і натискаємо "кнопку" OK.
Завантаження схеми
Для завантаження готової схеми вибираємо команди Файл - Открыть (Ctrl + O). У вікні вибираємо каталог C:\мс8g07\DATA, в якому знаходяться файли схем.
Збереження схеми
Для збереження схеми з активного вікна використовується команда Файл - Сохранить (Ctrl + S). Для того щоб зберегти схему під новим ім'ям, необхідно скористатися командою Файл – Сохранить Как … Нове ім'я схеми повинне містити не більше 8 букв і цифр. Ім'я повинно починатися з літери.
Запуск команд за допомогою панелі інструментів
Для виконання команд Файл можна скористатись кнопками на верхньому рядку панелі інструментів:
Рис.4. Команди меню Файл на панелі інструментів:
1 – новий файл;
2 – відкрити файл;
3 – зберегти файл;
4 – друкувати;
5 – перегляд друку.
3.2.2. Розділ Редактирование (Edit)
Створену схему можна редагувати, для цього треба вибрати курсором миші в меню команд поле Редактирование (Edit) (рис.5). Після цього у вікні з'явиться список команд для редагування схеми. Для роботи нам знадобляться наступні команди: Undo – скасувати останню дію, Вырезать (Cut) – вирізати об’єкт, Копировать (Copy) – копіювати об’єкт, Вставить (Paste) – вставити останнє копіювання, Очистить (Clear) – видалити (очистити). Для виконання останніх чотирьох команд необхідно попередньо виділити об’єкт. Для цього вкажіть на нього курсором і натисніть один раз на ліву кнопку миші.
Рис.5. Вікно команд Редактирование
Запуск команд за допомогою панелі інструментів
Для виконання команд Редактирование можна скористатись кнопками на панелі інструментів:
Рис.6. Команди меню Редактирование на панелі інструментів:
1 – повернути до попереднього;
2 – відновити;
3 – вирізати;
4 – копіювати;
5 – вставка;
6 – очистити;
7 – виділити все.
3.2.3. Розділ Компоненты (Component)
Для створення схеми потрібна бібліотека компонентів, за допомогою якої вибираються необхідні компоненти. Для цього необхідно увійти в меню команд і вибрати Компоненты (Component). В відкритому вікні представиться повний список компонентів, з яких можна вибрати будь-який необхідний, вибравши його курсором.
Для вибору пасивних елементів (рис.7) підвести курсор на Analog Primitives, у вікні, що з’явилось підвести курсор на Passive Components, клацнути лівою кнопкою миші на потрібний компонент і повторно клацнути на те місце на робочому столі, куди хочемо помістити цей компонент. Для вибору конденсатора необхідно клацнути у списку на Capacitor, резистора – Resistor, котушки індуктивності – Inductor, трансформатора – Transformer.
Система Micro-Cap8 дає можливість задіяти три види джерел енергії: незалежні джерела напруги (батарею напруги) та струму; залежні від часу джерела синусоїдальної та імпульсної напруги, та джерела напруги ітструму складної форми. Для їх вибору необхідно в командному меню Компоненты вибрати Waveform Sources і клацнути на Battery, Current Source, Voltage Source відповідно.
Рис.7. Вікно команд Компоненты
Вибрати деякі пасивні компоненти можна також за допомогою кнопок на панелі інструментів (рис.8, 2-4). Джерела енергії вибираються за допомогою кнопок 5-7 на рис.8.
Рис.8. Команди меню Компоненты на панелі інструментів:
1 – земля;
2 – резистор;
3 – конденсатор;
4 – котушка індуктивності;
5 – батарея напруги;
6 – джерело струму;
7 – джерело напруги.
3.2.4. Розділ Окна (Windows)
Розділ в командному меню Окна (Windows) дозволяє працювати з вікнами робочої області. Вид вікна Windows показаний на рис.9.
Рис.9. Вікно команд Окна
За допомогою цієї команди, вікна можна розташувати Каскадом (Cascade), Вертикально (Vertical), Горизонтально (Horizontal) і в Розгорнутому вигляді (Maximize). У цьому ж розділі меню можна, як збільшувати розмір схеми на екрані (Zoom-In), так і зменшувати (Zoom-Out) та ін..
Деякі з цих команд винесені у верхній рядок панелі інструментів (рис.10).
Рис.10. Команди меню Окна на панелі інструментів:
1 – вікна горизонтально;
2 – вікна вертикально;
3 – вікна каскадом;
4 – розгорнути;
5 – частково перекрити;
6 – калькулятор.
3.2.5. Розділ Опции (Options)
Розділ під назвою Опции (рис.11) містить команди виборів режиму редагування і задавання різних параметрів програми.
Рис.11. Вікно команд Опции
Основні команди, що знаходяться в розділі Режим та Отображение, які нам знадобляться для подальшої роботи, винесені в рядок панель інструментів.
Рис.12. Команди меню Опции Режим на панелі інструментів:
1 - вибір. Окремий елемент вибирається клацанням миші;
2 - додавання компонентів в схему;
3 - нанесення на схему текстових написів;
4 - введення ортогональних провідників;
5 - введення провідників під довільним кутом;
6 - малювання графічних об'єктів;
7 - введення маркерів для швидкої навігації на схемі;
8 - виведення інформації про параметри вибраного клацанням миші компонента з можливістю редагування;
9 - виклик текстової інформації про моделі компонента;
10 - текстові написи;
11 - позиційні позначення компонентів;
12 - номери вузлів схеми;
13 - вузлові потенціали аналогових вузлів в режимі постійного струму;
14 - виводи компонентів;
15 - курсор у вигляді перехрестя на весь екран;
16 - вузли сітки;
17 - нанесення рамки на креслення схеми;
18 - зображення кутового штампу.
3.2.6. Розділ Анализ (Analysis)
Пункт меню Анализ (Analysis) містить перелік режимів моделювання, як показано на рис.13:
Рис.13. Вікно команд Анализ
Переходные процессы… (Transient Analysis ...) – аналіз перехідних процесів;
Частотные характеристики (AC Analysis ...) – аналіз частотних характеристик;
Передаточные характ. по постоянному току (DC Analysis ...) – аналіз передавальних функцій за постійним струмом;
Расчет по постоянному току (Dynamic DC) – розрахунок режиму за постійним струмом і динамічне відображення на схемі вузлових потенціалів, струмів у вітках та потужності, що розсіюється.
При виборі команди розрахунку режиму за постійним струмом з’являється вікно динамічних обмежень (рис.14). Об’єм інформації, що виводиться на схему, визначається натисканням піктограм (поз. 1-8), що є у вікні, або в нижньому рядку панелі інструментів.
Рис.14. Вікно Динамические DC ограничения:
1 – сітка тексту;
2 – текст атрибута;
3 – номер вузла;
4 – вузлові потенціали;
5 – струми у вітках;
6 – потужність, що розсіюється у вітках;
7 – стан р-п-переходів;
8 - контакти
У вікні аналізу поруч з розділом Анализ у командному меню появляється розділ Dynamic DC, вибором якого можна вибирати параметри аналізу, зміни параметрів компонентів та динамічну оптимізацію за постійним струмом.
Інші пункти меню Анализ розглядати не будемо, оскільки вони не будуть використовуватись при виконанні лабораторних робіт, як і інші розділи командного меню.
4. СТВОРЕННЯ ПРИНЦИПОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СХЕМИ
Нова схема створюється по команді Файл-Новый (рис.2) і вибором Схема (рис.3). В результаті відкривається порожній екран, на якому буде створюватись нова схема. Спочатку рекомендується натисканням на піктограму (рис. 11, поз.16) нанести на екран координатну сітку для спрощення побудови схеми. Крок сітки 0,1 дюйма або 2.5 мм.
Перед додаванням компонента в схему його потрібно вибрати в меню Компоненты, як показано на рис. 7,8. Обраний компонент розміщується на схемі клацанням миші. Натиснуту кнопку миші не потрібно відпускати, поки компонент переміщенням курсору не буде розміщений в потрібне місце схеми. Компонент повертається на 90° натисканням правої кнопки (до відпускання лівої кнопки). Фіксація компонента на схемі виконується відпусканням кнопки миші.
Після вибору елемента і фіксації його в робочому вікні відкривається вікно у якому потрібно вказати атрибути вибраного елемента (рис.15). У списку атрибутів курсором вибирається потрібний атрибут і в рядках Имя, Значение вводиться його ім'я і значення. Найпростіші компоненти, такі як резистор, конденсатор, індуктивність, мають мінімальний набір атрибутів, до яких відносяться позиційне позначення PART (наприклад, R1, R2, C1, C2, L1, L2…) і номінальне значення параметра VALUE у омах, фарадах або генрі відповідно із зазначенням ступеня (в експоненціальному або буквеному вигляді) одиниць вимірювання. Подібно задаються атрибути джерел енергії (рис.16).
Номінали пасивних елементів можна задавати по різному, наприклад опір резистора 1,5 МОм можна записати так: 1.5 MEG, 1.5 meg, 1500K, 1500000, 1.5Е6 або ємність конденсатора 1мкФ – 1U, 1uF, 0.000001, 1Е-6. Зверніть увагу, що кома у десяткових дробах зображується крапкою.
Таблиця 1. Буквені позначення ступеняу розмінностях фізичних величин
F
10-15
фемто
M
10-3
мілі
P
10-12
піко
K
103
кіло
N
10-9
нано
MEG
106
мега
U
10-6
мікро
G
109
гіга
Якщо після вибору номіналу у робочому вікні не відображаються задані значення, необхідно використати піктограму з набору інструментів.
Елементи, нанесені на схему можна повертати на 90○ за допомогою піктограми , робити дзеркальне відображення - , утворювати блоки з фрагментів схеми - .
Нанесені і розміщені елементи з’єднуються за допомогою провідників, які включаються клацанням кнопки миші по піктограмі . Початок провідника відмічається клацанням миші на виводі елемента. Пересуванням миші, при одночасній фіксації лівої клавіші миші, наносимо провідник на креслення. Відпускання клавіші фіксує завершення з'єднання. Введення провідників під довільним кутом виконується в режимі натисканням на піктограму (рис. 12, поз.5).
а)
б)
Рис.15. Вікно атрибутів резистора (а) та конденсатора (б)
а)
б)
Рис.16. Вікно атрибутів джерела постійних напруги (а) та струму (б)
Електричне з’єднання позначається на схемі крапкою і утворюється, коли провідник закінчується на середній частині іншого провідника або .
Якщо схема повністю створена, за допомогою піктограми отримаємо номери вузлів. Нумерація вузлів проставляється програмою автоматично, пересування вузлів у інші місця схеми не допускається.
На схему можуть бути нанесені текстові написи двох типів. По-перше, це атрибути окремих компонентів. По-друге, це імена кіл і описи моделей компонентів, а також будь-які довільні текстові коментарі.
Нанесення текстових написів другого типу проводиться в режимі клацанням миші по піктограмі (рисунок 12, поз.3). Курсор поміщається в точку схеми, де повинен починатися текст і натискається ліва клавіша миші. Текст заноситься у відчиненому вікні, завершення його введення проводиться клавішею Enter. Висвічування текстових написів виконується натисканням піктограми (рис. 12, поз.9).
Для редагування схеми і текстових написів потрібно перейти в режим вибору натисненням піктограми (рисунок 12, поз.1) і двічі клацнути мишею на вибраному елементі або тексті.
Необхідною умовою роботи будь-якої схеми, створеної в даному пакеті, є наявність заземлення. Заземлення установлюється за допомогою команди меню Компоненты – Ground, або натисканням піктограми (рис. 8, поз.1)
5. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Запустити програму MicroCap 8.
Освоїти основні прийоми роботи з системою MicroCap 8.
Створити принципову схему, відповідно до номера варіанту. Дана схема складається з джерела постійної напруги або струму та декількох пасивних компонентів, які не змінюються у процесі моделювання.
а) б)
в) г)
Рис.17. Електричні схеми з пасивними елементами та джерелами живлення
Табл.2. Варіанти для виконання лабораторних робіт
№
ва-ріанту
№
схеми
(рис.17)
R1
R2
R3
C1
L1
V1 (I1)
1
а
5,1 кОм
3,9 МОм
–
2,2 пФ
60 мкГн
25 мА
2
б
1000 Ом
2,1 кОм
0,1 МОм
5,6 нФ
0,1 мГн
7,5 В
3
в
0,62 МОм
360 Ом
0,11 кОм
21 пФ
100 мкГн
мА
4
г
33 кОм
0,24 МОм
0,82 кОм
7,5 нФ
300 мкГн
1,25 В
5
а
0,47 МОм
7,5 кОм
–
330 пФ
0,8 мГн
85 мА
6
б
6,8(105 Ом
13 кОм
0,56 МОм
0,62 нФ
2,7 мГн
12 В
7
в
1,1 МОм
3,0 кОм
910 Ом
51 пФ
850 мкГн
200 мА
8
г
390 Ом
1,5 МОм
1,2 кОм
43 нФ
230 мкГн
22,5 В
9
а
8,2(105 Ом
22 кОм
–
750пФ
0,45 мГн
85 мА
10
б
910 Ом
16 кОм
0,43 МОм
3,6 нФ
0,32 мГн
4,5 В
11
в
2,0 кОм
0,56 МОм
75 Ом
82 пФ
450 мкГн
20 мА
12
г
43 кОм
1600 Ом
0,91 МОм
2,4 нФ
150 мкГн
1,5 В
За допомогою аналізу за постійним струмом і піктограм на панелі інструментів проставити нумерацію вузлів, отримати потенціали вузлів, струми у вітках схеми та потужність, що розсіюється у вітках схеми.
Оформити звіт. Звіт повинен містити:
назву та мету роботи;
постановку задачі дослідження;
створену схему;
результати аналізу за постійним струмом (вузлові потенціали, струми та потужності у вітках) у вигляді таблиці;
висновки.
КОНТОЛЬНІ ПИТАННЯ
Яким чином починається створення нової схеми в MicroCap 8?
Як вводяться резистори, конденсатори та котушки індуктивності?
Як вводяться постійні джерела енергії?
Як присвоюється ім’я компонентам?
Як задаються технічні параметри пасивних компонентів та постійних джерел енергії?
Яким чином здійснюється з’єднання компонентів у схему?
Якими буквами позначають ступені у розмірностях фізичних величин?
Як отримати на схемі потенціал у вузлі, струм у вітці, потужність, що розсіюється у вітці?
ЛІТЕРАТУРА
Разевиг В. Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap 6 / В. Д. Разевиг. – M. : Горячая линия-Телеком, 2001. – 334 с.
Кардашев Г.А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналогових устройств – M. : Горячая линия-Телеком, 2006. – 260 с.
3. Амелина М.А. Конспект лекций по курсу «Компьютерный анализ и синтез электронных устройств» Пакет программ схемотехнического анализа MicroCap-8. Смоленск. – 2006. 135 с.
30.05.2013 21:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора