Энергетический университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________________________

Казанский государственный

Энергетический университет

В. В. ШАРОВ

Утверждено учебным управлением КГЭУ

Методические указания

По выполнению расчетного задания

По курсу

«Программные средства информационно - измерительных

систем»

Казань 2004

УДК 681.3

Ш - 25

Шаров В. В.

Методические указания по выполнению расчетного задания по курсу «Программные средства информационно - измерительных систем». Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2004.

Рассмотрены методические указания и исходные данные для выполнения расчетного задания, представленные в виде бланка задания на расчёт, в котором в качестве исходных данных задаётся схема функционального блока и основные параметры, необходимые для проведения исследований и получения необходимых результатов.

Предназначены для студентов, обучающихся по специальности «Информационно – измерительная техника и технологии» направления подготовки дипломированных специалистов «Приборостроение».

_________________

Казанский государственный энергетический университет, 2004

Общие методические указания

Расчётное задание – это одна из форм самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя. Конкретная тематика заданий и их содержание устанавливается кафедрой. В качестве тематики заданий, как правило, используются отдельные функциональные блоки измерительных информационных систем с возможностью их моделирования на компьютерной технике в специализированных классах, имеющих соответствующие программные средства.

Для выполнения расчётного задания студентам выдаётся бланк задания на расчёт, в котором в качестве исходных данных задаётся схема функционального блока и основные параметры, необходимые для проведения исследований и получения необходимых результатов. В задании, кроме того, указывается, что необходимо рассчитать, с использованием какого программного пакета промоделировать схемотехническое устройство и какие и в каком виде представить результаты расчётного задания.

Объём расчётного задания выдаётся исходя из количества часов, отведённых на расчётное задание.

Задание

на расчет по курсу «Программные средства информационно - измерительных систем» для студентов специальности 190900 «Информационно - измерительная техника и технологии» направления подготовки дипломированного специалиста 653700 «Приборостроение»

Исходные данные.

1. Задана электрическая схема RC -автогенератора, выполненного на операционном усилителе (ОУ), которая представлена на рис. 1.

Рис. 1. Электрическая схема RC -автогенератора

2. Частота автоколебаний автогенератора w₀ равна 30N Гц и N кГц, где N – номер студента в группе по журналу. Сопротивления резисторов и емкости конденсаторов в цепи положительной обратной связи рассчитываются с использованием формулы для частоты колебаний RC -автогенератора: w₀= =1/ RC.

3. При расчете параметров автогенератора задать R ₁=10 ком, а R ₂и R ₃ выбрать из диапазона 1... 10 ком.

Рассчитать, промоделировать и представить к защите.

1. Рассчитать параметры автогенератора исходя из заданной частоты.

2. Получить установившейся режим работы автогенератора с использованием программного пакета EWB. Определить основные показатели автогенератора: частоту и амплитуду автоколебаний. Сравнить частоту автоколебаний с заданной частотой w_0. Увеличить или уменьшить сопротивление резистора или емкости в цепи положительной обратной связи (ПОС), в 2 раза. Определить новую частоту автоколебаний генератора.

3. Определить длительность переходного процесса установления автоколебаний с использованием программного пакета EWB.

4. Исследовать условия самовозбуждения автогенератора с использованием программного пакета EWB. Включить параллельно диодам переменный резистор с сопротивлением 40 ком. Увеличивая или уменьшая его сопротивление зафиксировать процесс возникновения и срыва автоколебаний. Определить сопротивление резистора, при котором происходит самовозбуждение, и рассчитать по формулам коэффициент усиления неинвертирующего усилителя. Проверить выполнение условия самовозбуждения RC - автогенератора.

5. Исследовать установившейся режим работы автогенератора с использованием программного пакета EWB. Отключить цепь ПОС от автогенератора. Подавая гармонический сигнал на неинвертирующий вход усилителя получить на частоте автоколебаний на выходе такую же амплитуду выходного напряжения, как и в случае автоколебаний. Рассчитать коэффициент усиления усилителя, соответствующий стационарному состоянию автогенератора. Подключить к цепи ПОС измеритель АЧХ, а к входным зажимам цепи ПОС источник гармонического напряжения. С помощью измерителя АЧХ найти частоту квазирезонанса. По измеренным данным проверить баланс амплитуд и фаз в установившемся состоянии автогенератора. Представить графики АЧХ автогенератора.

6. Расчетное задание представить в установленной на кафедре форме в отпечатанном виде по заданной структуре.

Структура расчетного задания.

1. Титульный лист.

2. Бланк задания на расчет.

3. Теоретические положения по расчетам параметров RC - автогенератора.

4. Схемы моделирования различных режимов работы автогенератора с ПОС и отключенной цепью ПОС с использованием программного пакета EWB.

5. Исследование зависимостей установившегося режима работы автогенератора и значений частот, амплитуд и коэффициентов усилений в данном режиме от параметров схемы автогенератора с использованием программного пакета EWB.

6. Графический материал в виде АЧХ автогенератора со значениями их частот и амплитуд.

7. Литература, используемая при выполнении расчетного задания.

Рекомендуемая литература.

1. В. И. Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа EWB и ее применение. Изд-е 2-е. допол. и переработанное. – М.: Солон-Р, 2001. – 726 с.: ил.

2. В. И. Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа EWB и ее применение. Изд-е 3-е. Системы проектирования. – М.: Солон-Пресс, 2003. – 736 с.: ил.

3. А. И. Кучумов. Электроника и схемотехника. Учебное пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2002. – 304 с.: ил.

Образец титульного листа.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

__________________________________________________________________

Казанский государственный

энергетический университет

Кафедра ИИУС

Расчетное задание

по курсу «Программные средства информационно- измерительных систем»

Специальность 190900 «Информационно-измерительная техника и технологии» направления подготовки дипломированного специалиста 653700 «Приборостроение»

Группа: ИИТ- 1 - 00

Выполнил: Степанов В. К.

Преподаватель: Шаров В. В.

Казань 2004

Образец бланка задания на расчет.

Задание

на расчет по курсу «Программные средства информационно- измерительных систем» студенту гр. ИИТ-1-00 Степанову В. К. специальности 190900 «Информационно-измерительная техника и технологии» направления подготовки дипломированного специалиста 653700 «Приборостроение»

Исходные данные.

Рис. 1. Электрическая схема RC -автогенератора

2. Частота автоколебаний автогенератора w₀ равна 150 Гц и 5 кГц. Сопротивления резисторов и емкости конденсаторов в цепи положительной обратной связи рассчитываются с использованием формулы для частоты колебаний RC-автогенератора: w₀=1/ RC.

3. При расчете параметров автогенератора задать R ₁=10 ком, а R ₂и R ₃ выбрать из диапазона 1... 10 ком.

Рассчитать, промоделировать и представить к защите.

4. Рассчитать параметры автогенератора исходя из заданной частоты.

5.Получить установившейся режим работы автогенератора с использованием программного пакета EWB. Определить основные показатели автогенератора: частоту и амплитуду автоколебаний. Сравнить частоту автоколебаний с заданной частотой w_0. Увеличить или уменьшить сопротивление резистора или емкости в цепи положительной обратной связи (ПОС), в 2 раза. Определить новую частоту автоколебаний генератора.

6.Определить длительность переходного процесса установления автоколебаний с использованием программного пакета EWB.

7.Исследовать условия самовозбуждения автогенератора с использованием программного пакета EWB. Включить параллельно диодам переменный резистор с сопротивлением 40 ком. Увеличивая или уменьшая его сопротивление зафиксировать процесс возникновения и срыва автоколебаний. Определить сопротивление резистора, при котором происходит самовозбуждение, и рассчитать по формулам коэффициент усиления неинвертирующего усилителя. Проверить выполнение условия самовозбуждения RC -автогенератора.

Исследовать установившейся режим работы автогенератора с использованием программного пакета EWB. Отключить цепь ПОС от автогенератора. Подавая гармонический сигнал на неинвертирующий вход усилителя получить на частоте автоколебаний на выходе такую же амплитуду выходного напряжения, как и в случае автоколебаний. Рассчитать коэффициент усиления усилителя, соответствующий стационарному состоянию автогенератора. Подключить к цепи ПОС измеритель АЧХ, а к входным зажимам цепи ПОС источник гармонического напряжения. С помощью измерителя АЧХ найти частоту квазирезонанса. По измеренным данным проверить баланс амплитуд и фаз в установившемся состоянии автогенератора. Представить графики АЧХ автогенератора.

Валерий Васильевич Шаров