Спектры колебаний в электронных устройствах, страница 5

Установку длительности прямоугольных импульсов можно производить в поле Duty cycle на панели генератора, в котором указывается длительность в процентах от величины периода следования импульсов. Это значение рассчитывается студентами по известным параметрам колебаний: длительности и периоду следования импульсов. Для пилообразных импульсов Duty cycle задает соотношение между передними и задними фронтами.

Нижнее поле панели генератора Offset управляет напряжением постоянной составляющей колебаний, вызывающей смещение колебаний по шкале напряжений вверх или вниз. При постоянной составляющей равной нулю колебания на выходе генератора будут знакопеременными. Для генерации положительных импульсов необходимо подобрать постоянную составляющую так, чтобы минимальное значение колебаний равнялось нулю.

3.2. Для наблюдения временных осциллограмм мгновенных значений напряжения можно воспользоваться виртуальным осциллографом. После ввода параметров колебания в генераторе следует включить выключатель «O I» на инструментальной панели Electronics Workbench (справа вверху) и дождаться когда будет промоделирован временной интервал достаточный для снятия осциллограмм. Затем надо выключить «O I». Нельзя оставлять выключатель «O I» включенным на длительное время. Пока он включен, компьютер продолжает расчет временной диаграммы в фоновом режиме и заполняет все больший объем оперативной памяти компьютера. Когда произойдет переполнение, расчет аварийно прекратится. Нормальный процесс нарушается и возможна потеря всех, не сохраненных результатов.

3.3. Спектр колебаний в желаемой точке схемы можно получить с помощью пункта меню Analysis/Fourier….  Рабочая панель этого пункта приведена ниже.

Рис.3.2

Для правильных измерений необходимо задать следующие параметры:

·  Outputnode - номер точки схемы, для которой выполняется расчет спектра. Этот номер появляется в специальном поле внизу рабочего окна Workbench, если навести на точку маркер;

·  Fundamentalfrequency    - шаг сетки частот, на которых рассчитываются значения спектральных составляющих. В спектрах периодических колебаний присутствуют составляющие только с частотами кратными частоте исходного колебания, поэтому можно задавать значение данного параметра равным частоте исследуемого колебания;

·  Numberofharmonics         - число рассчитываемых гармоник, т.е. число составляющих спектра выводимых на экран;

·  Verticalscale - тип шкалы по вертикали. В данной работе предполагается использование линейной шкалы;

·  Displayphase - включение вывода на экран графика фазового спектра.

Задав все параметры, надо нажать клавишу Simulate. После появления изображений амплитудного и фазового спектров надо отформатировать их в наиболее наглядном виде и скопировать, например, с помощью клавиши Print Screen клавиатуры компьютера и любого редактора фотографических изображений. Удобно пользоваться стандартным редактором MicrosoftPhotoEditor, который работает быстро, прост в обращении и позволяет получать файлы осциллограмм и графиков малого объема с приемлемым качеством. При необходимости графики доводятся до требуемого вида вручную.

3.4. Рекомендации и замечания по выполнению лабораторной работы

3.4.1. При задании положительных импульсов следует помнить, что калибровка генератора выполнена под знакопеременные сигналы, у которых положительная полуволна равна по амплитуде отрицательной. У положительных импульсов отрицательная полуволна отсутствует, поэтому калибровка установки амплитуды в генераторе нарушается и необходимо контролировать правильность полученных колебаний по осциллограммам. Наиболее удобно это делать, отсчитывая амплитуды и интервалы времени по клеткам сетки, нанесенной на шкале осциллографа, и используя цену деления (клетки). Цифровые указатели рационально использовать только при снятии точных отсчетов.

3.4.2. Вид графиков спектров, генерируемых пакетом Workbench, имеет общее назначение и не соответствует требованиям наглядности и полноты представления результатов проделанной студентом работы. Это требует ручной доработки графиков, которую можно выполнить черной тушью или шариковой ручкой с черной пастой.