Группы компонентов Controls и Miscellaneous

Рисунок 15 - Группы компонентов Controls и Miscellaneous

 

15.1 Controls – аналоговые вычислительные устройства.

Дифференциальный элемент – производит дифференцирование сигнала. Операция дифференцирования может быть описана как функция скорости изменения параметра и определяется наклоном характеристики описывающей эти изменения.

Интегрирующий элемент – вычисляет интеграл входного напряжения. Преимущественно используется в АСУ и компьютерных приложениях. Функция интегрирования предполагает непрерывное суммирование площади под кривой за время интегрирования. Для кривых, симметричных относительно оси абсцисс, результатом интегрирования будет ноль.

Масштабирующий элемент – умножает входное напряжение на коэффициент, выбираемый в таблице значений для электрической цепи.

4. Блок передаточных функций – моделирует передаточные функции какого- либо устройства или системы. Передаточная функция определяется в форме дроби: W=Y(t)/X(t).

5. Аналоговый умножитель – формирует на выходе сигнал равный произведению двух входных напряжений: V0=VxVy.

6. Аналоговый делитель - формирует на выходе сигнал равный делению двух входных напряжений: V0=Vy/Vx.

Трёхвходовой сумматор – вычисляет арифметическую сумму входных напряжений.

Неуправляемый ограничитель напряжения (фильтр) – ограничивает выходное напряжение установленными пределами для верхнего и нижнего значений.

Управляемый ограничитель напряжения (фильтр) - ограничивает выходное напряжение установленными пределами для верхнего и нижнего значений, но в отличие от предыдущего элемента позволяет контролировать указанные значения переменным напряжением.

Ограничитель тока – все выводы ограничителя могут быть использованы как входы, а три из них, кроме того, как выходы. На вход элемента поступает напряжение, которое он увеличивает на коэффициент, устанавливаемый в таблице значений (К). Получив какое-то значение напряжения, он производит его сравнение с выходным. Если это значение больше выходного, то увеличенный ток будет течь от выходного вывода, в противном случае, ток будет уменьшен на величину ограничения.

Блок с гистерезисной характеристикой – обеспечивает формирование гистерезисной характеристики на выходе.

Селектор сигналов – устанавливает ограничения наклона выходного сигнала. Максимальный положительный и отрицательный наклоны устанавливаемые в таблице значений (RSMAX, FSMAX), выражены в Вольтах на секунду.

Для всех указанных компонентов имеется возможность редактирования их параметров.

 

15.2 Miscellaneous – компоненты смешанного типа:

1. Предохранитель (ток срабатывания). Это резистивный компонент, предназначенный для предохранения цепи от бросков тока. Если значение тока превысит заданное максимальное значение, элемент разорвёт цепь (расплавится). Значения максимально допустимого тока могут быть от мА до кА. В цепях переменного тока максимальное значение тока – его пиковое, а не среднее значение;

2. Устройство записи данных. Позволяет сохранять результаты моделирования в виде ASCII файла. Устройство записывает время в секундах (время моделирования, а не реальное время) и значения напряжений в эти моменты времени на его входах: N1÷N8, входы пронумерованы в направлении стрелки на устройстве. Данные имеют следующий формат: время <пробел> напряжение 1 <пробел> напряжение 2 <пробел> … <пробел> напряжение 8. Это тот же формат, что и используемый PWL (программно управляемый источник напряжения), поэтому данный компонент может быть использован для записи конкретного сигнала в файл и его последующего воспроизведения на PWL;

3. Набор макромоделей (подсхем) в формате SPICE. Этот компонент позволяет вставлять модели схем из библиотек, или составленные пользователем. Необходимо помнить, что использование этого компонента и импортирование подсхемы не одно и то же, импортирование приводит к полному включению указанной цепи в Вашу, а включенный в цепь компонент ведёт себя как подцепь содержащаяся во внешнем файле;

4. Линия электропередачи с потерями (устанавливаются: длина линии, сопротивление, индуктивность, ёмкость и проводимость на единицу длины, количество последовательно включенных элементарных сегментов). Модель с потерями также моделирует резистивные потери в линии наряду с характеристическим импедансом и характеристиками задержки распространения в линии электропередачи;

5. Линия передачи без потерь (устанавливаются: волновое сопротивление, время задержки распространения сигнала в линии, количество последовательно включенных элементарных сегментов). Модель без потерь – это идеальная модель, которая моделирует только характеристический импеданс и характеристики задержки распространения в линии электропередачи. Характеристический импеданс резистивен и равен квадратному корню из L/C;

Кварцевый резонатор. Компонент изготовлен из чистого кварца и состоит из цилиндрического куска кристалла, помещённого в вакуумную оболочку. Оболочка снабжена электродами, посредством которых осуществляется включение компонента в цепь. Пьезоэлектрические свойства кристалла кварца делают его высококачественным резонансным контуром. Воздействие электрического напряжения приводит к механическому перемещению. Подобно этому, механическое перемещение приводит к появлению электрического потенциала на электродах. Схема замещения данного резонатора представляет собой последовательно включённые большую индуктивность, небольшое активное сопротивление и ёмкость. Когда резонатор помещается в специальный штатив, к схеме замещения добавляется параллельно подключенная ёмкость. Результирующая эквивалентная схема замещения показывает, что резонансные частоты параллельного и последовательного контуров очень близки.

В приведенном на рисунке ___ примере импеданс кристалла построен с помощью последовательно включенного в цепь резистора на 100 кОм. Это очень грубый метод, однако, весьма удобен на начальных этапах исследования. Последовательный резонанс показан как низкий импеданс, параллельный как высокий импеданс. Можно обратить внимание, что резонансная частота последовательного контура (отрицательный пик) слегка меньше частоты параллельного резонансного контура (положительный пик), а резкость пиков говорит о высоком качестве устройства;

Рисунок _ – Схема включения кварцевого резонатора

Рисунок _ – Резонанс в цепи с кварцевым резонатором

 

7. Коллекторный электродвигатель постоянного тока. Представляет собой универсальную модель двигателя постоянного тока, которая может быть использована для моделирования поведения двигателя постоянного тока с параллельным, последовательным или смешанным возбуждением. Тип возбуждения определяется подсоединением проводов между обмотками якоря и обмотки возбуждения. Клемма OUT является выходом двигателя (валом). Узнать выходное значение частоты вращения вала двигателя можно подключив к валу двигателя вольтметр, другой контакт которого необходимо заземлить. Число оборотов двигателя в минуту (по показаниям тахометра) пропорционально напряжению (1 оборот в минуту – 1 вольт);

8. Электровакуумный триод. Используется как усилитель аудио сигналов. Имеет анод, катод и электрод-пластину (сетку). Это управляемое напряжением токовое устройство по поведению очень схожее с МОП – транзистором с N- каналом. Как и у транзистора, достоинством триода является возможность изменения переходной проводимости в зависимости от напряжения на сетке по отношению к катоду;

9. Преобразователь типа Step-Up;

10. Преобразователь типа Step-Down;

11. Преобразователь смешанного типа;

12. Текстовое сопровождение. Компонент следует использовать для того, чтобы добавлять комментарии в различных частях схемы. Добавление этого компонента не повлияет на работу схемы. Пока Вы не ввели текст, компонент будет изображаться в виде иконки;

Блок заглавий. Компонент следует использовать для того, чтобы добавлять заглавие к схеме. Добавление заглавия не влияет на работу схемы. Пока Вы не ввели текст, компонент будет изображаться в виде иконки.

[1] Более подробное описание программы Electronics Workbench можно найти в книге: В.И.Карлащук Электронная лаборатория на IBM PC, М.: Солон 1999 г.

[2] При выборе команды меню оканчивающейся троеточием, будет вызвано диалоговое окно с более точными настройками выбранной команды.