Приборы для проведения измерений

Вольтметр

Вольтметр используется для измерения переменного и постоянного напряжения. Выделенная толстой линией сторона прямоугольника, изображающего вольтметр, соответствует отрицательной клемме.

Двойным щелчком мыши на изображении вольтметра открывается диалоговое окно для изменения параметров вольтметра, вида измеряемого напряжения, величины внутреннего сопротивления.

Величина внутреннего сопротивления вводится с клавиатуры в строке Resistance, вид измеряемого напряжения (опция Mode) выбирается из списка.

При измерении переменного синусоидального напряжения (АС) вольтметр будет показывать действующее значение напряжения Uд, определяемое по формуле:

где Um – амплитудное значение напряжения.

Внутреннее сопротивление вольтметра 1 мОм, установленное по умолчанию, в большинстве случаев оказывает пренебрежимо малое влияние на работу схемы. Его значение можно изменить, однако использование вольтметра с очень высоким внутренним сопротивлением в схемах с низким выходным импедансом может привести к математической ошибке во время моделирования работы схемы.

Амперметр

Амперметр используется для измерения переменного и постоянного тока.

Выделенная толстой линией сторона прямоугольника, изображающего амперметр, соответствует отрицательной клемме.

Двойным щелчком мыши на изображении вольтметра открывается диалоговое окно для изменения параметров амперметра, вида измеряемого тока, величина внутреннего сопротивления.

Величина внутреннего сопротивления вводится с клавиатуры в строке Resistance, вид измеряемого тока (опция Mode) выбирается из списка.

При измерении переменного синусоидального тока (АС) амперметр будет показывать действующее значение тока Iд, определяемое по формуле:

где Im – амплитуда переменного тока.

Внутреннее сопротивление амперметра 1 мОм, установленное по умолчанию, в большинстве случаев оказывает пренебрежимо малое влияние на работу схемы. Можно снизить это сопротивление, однако использование амперметра с очень низким сопротивлением в схемах с высоким выходным импедансом может привести к математической ошибке во время моделирования работы схемы.

Мультиметр

Мультиметр используется для измерения напряжения (постоянного и переменного), тока (постоянного и переменного), сопротивления, уровня напряжения в децибелах.

Для настройки мультиметра нужно двойным щелчком мыши на его уменьшенном изображении открыть его увеличенное изображение. На увеличенном изображении нажатием левой кнопки мыши выбирается измеряемая величина по единицам измерения: A, V, Ω или dB вид измеряемого сигнала: переменный или постоянный, режим установки параметров мультиметра.

Осциллограф

Осциллограф, имитируемый программой Workbench, представляет собой аналог двухлучевого запоминающего осциллографа и имеет две модификации: простую и расширенную. Расширенная модификация по своим возможностям приближена к лучшим цифровым запоминающим осциллографам. Из-за того, что расширенная модель занимает много места на рабочем поле, рекомендуется начинать исследования с простой моделью, а для подробного исследования процессов использовать расширенную модель.

Подключить осциллограф к уже включенной схеме или во время работы схемы можно, если переставить выводы к другим точкам – изображение на экране осциллографа изменится автоматически.

В ходе анализа работы схемы нередко возникает необходимость замедлить процесс моделирования, чтобы на экране осциллографа было удобно визуально воспринимать информацию. Это можно сделать, выбрав пункт Analysis Options в меню Circuit и установив в строке Time domain points per cycle требуемое значение (обычно достаточно 5000 точек). По умолчанию количество точек равно 100.

На схему выводится уменьшенное изображение осциллографа, общее для обеих модификаций. На этом изображении имеется четыре входных зажима: верхний правый зажим – общий, нижний правый – вход синхронизации.

Левый и правый нижний зажимы представляют собой соответственно вход канала А и вход канала В.

Боде-плоттер

Боде-плоттер используется для получения: амплитудно-частотных (АЧХ) и фазочастотных (ФЧХ) характеристик схемы.

Боде-плоттер измеряет отношения амплитуд сигналов в двух точках схемы и фазовый сдвиг между ними. Отношение амплитуд сигналов может измеряться именно в децибелах. Для измерения боде-плоттер генерирует собственный спектр частот, диапазон которого может задаваться при настройке прибора. Частота любого переменного источника в исследуемой схеме игнорируется, однако схема должна включать какой-либо источник переменного тока.

На схему выводится уменьшенное изображение боде-плоттера.

Боде-плоттер имеет четыре зажима: два входных (IN) и два выходных (OUT).

Для измерения отношений амплитуд или фазового сдвига нужно подключить положительные выводы входов IN и OUT к исследуемым точкам, а два других вывода заземлить.

При двойном щелчке мышью по уменьшенному изображению боде-плоттера открывается его увеличенное изображение.

Верхняя панель плоттера Режим (Mode) задает вид получаемой характеристики: АЧХ или ФЧХ. Для получения АЧХ нажмите кнопку MAGNITUDE, для получения ФЧХ – кнопку PHASE.

Левая панель управления (VERTICAL) задает начальное (I - initial) и конечное (F - final) значения параметров, откладываемых по вертикальной оси, вид шкалы вертикальной оси – логарифмическая (LOG) или линейная (LIN).

Правая панель управления (HORIZONTAL) настраивается аналогично.

Функциональный генератор

Генератор является идеальным источником напряжения, вырабатывающим сигналы синусоидальной, прямоугольной или треугольной формы.

На экран выводится уменьшенное изображение генератора.

Средний вывод генератора при подключении к схеме обеспечивает общую точку для отсчета амплитуды переменного напряжения. Для отсчета напряжения относительно нуля общий вывод заземляют. Крайние правый и левый выводы служат для подачи переменного напряжения на схему. Напряжение на правом выводе имеет положительный потенциал относительно общего вывода, а на левом – отрицательный.

Двойным щелчком мыши на уменьшенном изображении открывается увеличенное изображение генератора. Можно задать следующие параметры: частоту выходного напряжения, скважность, амплитуду выходного напряжения, постоянную составляющую выходного напряжения.

Установка формы сигнала

Выберите требуемую форму выходного сигнала и нажмите на кнопку с соответствующим изображением. Форму треугольного и прямоугольного сигналов можно изменить, уменьшая или увеличивая значение в поле DUTY CYCLE (скважность). Этот параметр определяется для сигналов треугольной и прямоугольной формы. Для треугольной формы напряжения он задает длительность (в процентах от периода сигнала) между интервалом нарастания напряжения и интервалом спада. Установив, например, значение 20, мы получим длительность интервала нарастания 20 % от периода, а длительность интервала спада - 80 %. Для прямоугольной формы напряжения этот параметр задает соотношение, между длительностями положительной и отрицательной части периода.

Установка частоты сигнала

Частота генератора может регулироваться от 1 Гц до 999 МГц. Значение частоты устанавливается в строке FREQUENCY с помощью клавиатуры и кнопок со стрелками.