Методические указания к циклу лабораторных работ по «Электронике» Томск 2008 (стр. 4 из 6)
SUPPLY+ - элементы управления источником положительного напряжения.
MANUAL – переключатель режима управления источником (ручной или программный). В ручном режиме (Manual) регулятор VOLTAGE управляет источником положительного напряжения. В программном режиме этот источник управляется через виртуальный прибор Variable Power Supply.
VOLTAGE – регулятор положительного выходного напряжения, диапазон изменения напряжения от 0 до +12 В. Чтобы воспользоваться этим регулятором, необходимо установить переключатель Manual в режим ручного управления источниками питания.
Подробную информацию о режиме программного управления блоками питания можно найти в NI ELVIS Help.
FUNCTION GENERATOR – элементы управления функциональным генератором.
MANUAL – переключатель выбора режима управления функциональным генератором (ручной или программный).
В ручном режиме функциональным генератором управляют переключатель выбора функции, переключатель AMPLITUDE и регуляторы COARSE FREQUENCY и FINE FREQUENCY.
В программном режиме функциональный генератор управляется через виртуальный прибор FGEN.
Function – переключатель выбора формы генерируемого сигнала. NI ELVIS может генерировать синусоидальный, прямоугольный и треугольный сигналы.
AMPLITUDE – регулятор амплитуды генерируемого сигнала.
COARSE FREQUENCY – переключатель диапазона частот генерируемого сигнала.
FINE FREQUENCY – плавный регулятор частоты сигнала.
Подробную информацию о режиме программного управления функциональным генератором можно найти в NI ELVIS Help.
DMM – гнезда для подключения к цифровому мультиметру
CURRENT – гнезда для токовой цепи:
HI – вход положительной полярности для всех режимов работы мультиметра, кроме измерения напряжения.
LO – вход отрицательной полярности для всех режимов работы мультиметра, кроме измерения напряжения.
VOLTAGE – гнезда для напряжения:
HI – вход положительной полярности для измерения напряжения.
LO – вход отрицательной полярности для измерения напряжения.
Если вы используете входные гнезда цифрового мультиметра на лицевой панели, не подключайтесь к аналогичным входам на макетной плате.
На задней панели NI ELVIS расположены следующие компоненты (Рис. 3):
· Выключатель питания рабочей станции. Используйте этот выключатель для полного отключения рабочей станции от сети.
· Разъем для подключения источника питания постоянного/переменного тока к рабочей станции.
· 68-контактный разъем для подключения кабеля от модуля ввода-вывода к рабочей станции.
Рис. 3. Вид сзади на настольную рабочую станцию NI ELVIS: 1 - Выключатель питания рабочей станции; 2 - Разъем для подключения источника питания постоянного/переменного тока; 3 - 68-контактный разъем для подключения кабеля от модуля ввода-вывода.
3.4. Лабораторная плата аналоговой электроники
Как отмечалось выше, для проведения учебных исследований может быть использована макетная плата NI ELVIS, расположенная сверху настольной рабочей станции.
Однако в предлагаемом цикле лабораторных работ по аналоговой электронике будет использоваться макетная плата, специально разработанная на кафедре КИСМ ЭФФ и предназначенная для монтажа исследуемой схемы и подключения ее к источникам питания и измерительным приборам NI ELVIS.
Плата расположена над макетной платой станции NI ELVIS и снабжена принципиальной схемой и гнездами, более удобными для монтажа исследуемой схемы с помощью прилагаемых перемычек.
Принципиальная схема разработанной макетной платы приведена на рисунке 4. В левой части ее расположены монтажные гнезда (все гнезда на схеме обозначены концентрическими окружностями), соединенные с входами и выходами сигналов, которые предоставляют доступ ко всем виртуальным измерительным приборам NI ELVIS.
На остальной части платы показаны элементы, соединяя которые перемычками можно получать различные объекты исследования аналоговой электроники, как рекомендованные для проведения лабораторной работы в соответствующих методических указаниях, так и выбранные Вами, если они представляют интерес для исследования.
Принципиальная схема также содержит информацию об обозначениях и номиналах используемых элементов.
Входы и выходы сигналов, обеспечивающие доступ ко всем виртуальным измерительным приборам NI ELVIS, подписаны в соответствии с идеологией NI ELVIS и, по возможности, расположены с учетом функционального их назначения.
Назначение используемых в лабораторном цикле входов и выходов показано в таблице 2.
Для лучшего понимания устройства монтажной платы на рисунке 5 приведен ее монтаж ( вид снизу двухслойной платы), где также изображены проводящие дорожки, их соединения с гнездами и расположение элементов электроники лабораторного макета.
Студенты должны обратить внимание, что многие элементы электроники являются элементами SMD, предназначенные для поверхностного монтажа, как одного из его современных видов.
По рисунку также можно судить о размерах использованной в лабораторном макете элементной базы, а также получить информацию об обозначениях и номиналах используемых элементов.
Рис. 4. Принципиальная схема лабораторной макетной платы.
Рис.5. Монтаж двухслойной платы лабораторного макета (вид снизу) с указанием гнезд и используемых электронных элементов.
Таблица 2.Назначение входов и выходов лабораторного макета, предоставляющих доступ ко всем используемым виртуальным измерительным приборам NI ELVIS.
Название сигнала Тип Описание
| АСН<0..1>+ | Аналоговые входы общего назначения | Analog Input Channels 0 through 1– положительные входы дифференциальных аналоговых каналов 0÷1.(±).Отрицательные входы каналов заземлены, т. е. присоедены к GND. |
| CH<A..B>+ | Осциллограф | Oscilloscope Channels A and B –положительные входы каналов A и B (+) осциллографа. CH<A..B>-(Oscilloscope Channels A and B –)-отрицательные входы каналов осциллографа заземлены на.GND. |
| 3-WIRE | Цифровой мультиметр | Three Wire (трехпроводной) – источник напряжения для цифрового мультиметра, используется при измерении параметров транзистора. |
| CURRENT HI | Цифровой мультиметр | Positive Current (положительный токовый контакт) – вход мультиметра положительной полярности для всех измерений, кроме измерения напряжения |
| CURRENT LO | Цифровой мультиметр | Negative Current (отрицательный токовый контакт) – вход мультиметра отрицательной полярности для всех измерений, кроме измерения напряжения. |
| VOLTAGE HI | Цифровой мультиметр | Positive Voltage (контакт положительного напряжения) – вход положительной полярности для вольтметра мультиметра. |
| VOLTAGE LO | Цифровой мультиметр | Negative Voltage (контакт отрицательного напряжения) – вход отрицательной полярности для вольтметра мультиметра. |
| FUNC OUT | Функциональный генератор | Function Output – выход функционального генератора. |
| +9V;-9V | Источник питания операционного усилителя. | Выходные напряжения стабилизаторов постоянного напряжения. Используются при фиксированных значениях +U и-U питания операционного усилителя. |
| SUPPLY+ | Регулируемые блоки питания | Выход регулируемого блока питания с положительным выходным напряжением (+) от 0 до 12 В. |
| SUPPLY- | Регулируемые блоки питания | Выход регулируемого блока питания с отрицательным выходным напряжением (-) от –12 до 0 В. |
| +5 V | Источник постоянного тока | Выход источника питания +5 В, относительно цепи GROUND, нерегулируемый. |
| GND | Источник постоянного тока | Ground – общая цепь макетной платы – "заземление". Все контакты макетной платы с таким обозначением соединены |
4.Краткое руководство по эксплуатации виртуальными измерительными приборами NI ELVIS.
4.1 Начало работы
Рисунок 6
Для включения питания NI ELVIS нажмите кнопки «1, 2, 3» как показано на рисунке 6, при этом возле кнопок «1» и «3» должны загореться индикаторы.
Запустите программное обеспечение NI ELVIS. Вызов программного модуля осуществляется двойным щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме NI ELVIS на рабочем столе или выбором в меню Start»All Program Files»National Instruments»NI ELVIS 3.0»NI ELVIS. После инициализации открывается панель комплекта виртуальных измерительных приборов - рисунок 7. Панель инструментов интерактивна, а вызов соответствующего измерительного прибора осуществляется нажатием на кнопку панели.
Метрологические характеристики измерительных приборов приведены в [1]. Данное руководство устанавливается вместе с программным обеспечением и вызывается следующим образом: меню Start»All Program Files»National Instruments»NI ELVIS 3.0»NI ELVIS User Manual.
Рисунок 7 Панель измерительных приборов ELVIS
4.2 Цифровой мультиметр (Digital Multimeter - DMM)
Мультиметр имеет два способа подключения:
1. через макетную плату;
2. через разъёмы штекерного типа на передней панели рабочей станции.
Для работы с мультиметром подключите две однополюсных вилки к токовым входам DMM на лицевой панели рабочей станции. Два других конца подключите к одному из резисторов. Выберите Digital Multimeter из панели инструментов, на экране появится следующее окно, рисунок 8.