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 R1=10 ком, а R2 и R3 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 w0. 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.
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 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 R1=10 ком, а R2 и R3 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 w0. 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