Мал.3.17. Вікно установки параметрів вольтметра.

7-сегментний цифровий індикатор -- модель широко використовуваних у цифровій техніці алфавітно-цифрових індикаторів. Параметри індикатора задаються в діалоговому вікні (мал. 3.18), у якому перший параметр -- максимальне значення вхідної напруги, другий -- його мінімальне значення, третій і четвертий параметри -- час затримки переключення при переході від низького (мінімального) рівня вхідної напруги до верхнього (максимальному) і навпаки, п'ятий пари* метр -- гранична вхідна напруга, при якому починається світіння. Вітчизняними аналогами таких приладів є індикатори типу АЛС, ЗЛС і ін.

Чотирьохвхідний індикатор відрізняється від розглянутого наявністю вбудованого дешифратора, що дозволяє підключати його безпосередньо до виходів двійково-десяткових лічильників з кодом 8-4-2-1. Правий висновок такого індикатора - молодший або нульовий розряд, при його активізації на індикаторі висвічується 1. Лівий висновок індикатора -- старший або третій розряд, при його активізації відображається цифра 8. Якщо сигнал логічної одиниці подати на усі входи індикатора, то буде відображатися буква F, що позначає в шістнатцятірковій системі числення десяткове число 15 (сума чисел 8, 4, 2 і 1). При всіх можливих комбінаціях вхідних сигналів на індикаторі можна відображати числа 0...9 і букви А, У, З, D, Е и F. Вітчизняними аналогами таких приладів є індикатори типу 490ИП1, 490ИП2 з тією відмінністю, що вони можуть відображати тільки цифри .

Світлодіод -- параметри цього індикатора будуть описані при розгляді напівпровідникових діодів.

Мал.3.18. Вікно установки параметрів 7-сегментного індикатора

Мал.3.19. Вікно установки параметрів звукової сигналізації.

Мал.3.20. Вікно установки параметрів лампи розжарення.

Запобіжник -- модель плавкого запобіжника, спрацьовування якого при заданому струмі супроводжується проваллям на його значку зиґзаґоподібної перемички між вихідними затискачами.

Логічний пробник -- характеризується напругою спрацьовування 2,4 В, що відповідає мінімальному значенню сигналу логічної одиниці цифрових Із ТТЛ-серії (з живленням +5 В). Спрацьовування супроводжується червоним або синім світінням.

Звукова сигналізація (зумер) -- параметри задаються в діалоговому вікні (3.19), у якому перший параметр -- частота сигналу, подаваного на гучномовець комп'ютера, два інших -- напруга і струм спрацьовування.

Лампа розжарення характеризується потужністю і номінальною напругою_(3.20). Напруга, при якому лампочка запалюється, приблизно дорівнює половині номінального. При напрузі, що перевищує номінальне на невелику величину, лампочка перегоряє і ланцюг обривається, тобто цей компонент може бути використаний також як запобіжник, що спрацьовує при заданих значеннях напруги і струму, рівного відношенню потужності до напруги.

Десятисегментний індикатор містить лінійку з десяти незалежних індикаторів, параметри яких встановлюються в діалоговому вікні (мал. 3.21), де перший параметр -- напруга спрацьовування, другий і третій -- номінальний і мінімальний струм. Вітчизняними аналогами цього індикатора є так називаємі шкальні індикатори типу ЗЛС317, ЗЛС343А, ЗЛС362 і ін. [36].

Мал.3.21. Вікно установки параметрів 10-сегментного індикатора.

Мал.3.22. Схема включення десятисегментного індикатора.

Приклад використання 10-сегментного індикатора приведений на мал. 3.22. Ця схема в трохи зміненому виді запозичена з каталогу готових схем програми EWB. Вона містить 10 компараторів напруги на ОУ (див. роздягнув 10.7). На один вхід кожного ОУ подається опорна напруга, формоване джерел напруги Uo і дільником на резисторах R1...R11. Другі входи всіх ОУ об'єднані і підключені до виходу функціонального генератора, використовуваного в режимі синусоїдальних або трикутних коливань з постійною складовою. Амплітуда вихідного сигналу вибирається рівною Uo/2, частота -- близько 1 Гц. Виходи ОУ підключені до сегментів індикатора, додаткові резистори R12...R21 служать для установки струму через кожен сегмент.

Після включення джерела харчування (початок моделювання) вихідна напруга функціонального генератора порівнюється з опорним. Це приводить до послідовного спрацьовування компараторів, що фіксується індикатором і візуально сприймається в такий же спосіб, як і індикація рівня в аудіосистемах (безупинно і синхронно з рівнем голосності світіння, що переміщається по довжині індикатора,).

Принцип роботи розглянутої схеми використаний в іншому десятисегментного індикаторі (мал. 3.16), у якого всього два висновки. Параметри індикатора задаються в діалоговому вікні (мал. 3.23), у якому перший параметр визначає напруга спрацьовування першого (нижнього) сегмента, другий -- напруга спрацьовування верхнього (десятого) сегмента. Для визначення напруги спрацьовування інших сегментів можна скористатися простою схемою, що складається з послідовно включених індикатора і джерела постійної напруги. Змінюючи напругу джерела, неважко визначити напруга спрацьовування кожного сегмента візуальним контролем за його світінням.

Мал.3.23. Установка параметрів 10-сегментного індикатора.

Контрольні питання і завдання

Визначите напруги спрацьовування кожного сегмента 10-сегментного індикатора при вихідних даних, зазначених на мал. 3.23. Встановіть характер залежності напруги спрацьовування від номера сегмента.

Використовуючи схему на мал. 3.24, визначите струм I, при якому лампочка L перегоряє при різних значеннях припустимої потужності.

Мал.3.23. Застосування лампи розжарення в якості запобіжника.

Складіть схему з джерела постійної напруги і логічного пробника. Змінюючи напругу джерела, встановіть напругу спрацьовування пробника з точністю до десятих часток вольта.

Складіть схему, що складається зі звукового сигналізатора (зумера), джерела постійної напруги, резистора, амперметра і вольтметра. Переконаєтеся в правильності спрацьовування звукової сигналізації при встановлених у діалоговому вікні значеннях струму і напруги спрацьовування.

5.Яка кількість амперметрів і вольтметрів можна використовувати в моделюємій схемі?

6. Проведіть випробування семисегментного індикатора (схемний файл 7segdemo.ca4).

7. Практична конструкція запобіжників являє собою найчастіше трубчастий скляний або керамічний корпус з металевими ковпачками-клемами на торцях, до яких припаюється протягнена в порожнині корпуса тонкий дріт, матеріал і діаметр якої визначає струм плавлення. При діаметрі d = 0,02...0,2 мм струм плавлення визначається формулою I = (d - 0,005)/k, [А], у якій коефіцієнт до = 0,034 -- для міді; 0,05 -- для латуні; 0,07 -- для константану; 0,127 -- для заліза [45]. Для більш товстих провідників струм плавлення I = m(d3)1/2, [А], де m = 80 -- для міді; 24,6 -- для заліза; 12,8 -- для олова. Оскільки розплавлювання супроводжується своєрідним вибухом і розбризкуванням розплавленого металу, то зі збільшенням струму і відповідно діаметра проводу діаметр захисного трубчастого корпуса збільшується для запобігання його руйнування. Розрахуйте струм плавлення мідних дротів діаметрами 1,3;2,2;3;4,5;7і10 мм.

3.3 Комутаційні пристрої

Під комутаційними пристроями (КУ) розуміються пристрої, що стрибкоподібно змінюють значення своїх параметрів при визначеному (граничному) значенні керуючого сигналу. У пристроях, призначених для комутації електричних ланцюгів, це реалізується практично миттєвою зміною електричного опору або провідності їхніх виконавчих систем (безпосередньо комутуючих елементів). Комутаційні пристрої програми EWB 3.1 представлені на мал. 3.25 (зведення по реальних пристроях -- у розд. 13.5).

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:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7