Осциллограф

 

Осциллограф, имитируемый программой Workbench, представляет собой аналог двухпучевого запоминающего осциллографа и имеет две модификации: простую и расширенную, сширенная модификация по своим возможностям приближается к лучшим цифровым запоминающим осциллографам. Из-за того, что расширенная модель занимает много места на бочем попе, рекомендуется начинать исследования простой моделью, а для подробного исследования процессов использовать расширенную модель.

Вы можете подключить осциллограф к уже включенной схеме или во время работы схемы переставить выводы к другим точкам - изображение на экране осциллографа изменится автоматически.

В ходе анализа работы схемы нередко возникает необходимость замедлить процесс моделирования, чтобы на экране осциллографа было удобно визуально воспринимать информацию,  необходимо, например, при исследовании переходных процессов или когда в ходе эксперимента нужно переключить ключ в определенный момент. Для этого нужно увеличить количество расчетных точек на цикл. Это можно сделать, выбрав пункт Analysis Options в меню Circuit и установив в строке Time domain points per cycle требуемое значение (обычно достаточно 5000 точек). По умолчанию количество точек равно 100.

Облегчить анализ осциллограмм может включение режима Pause after each screen (Пауза поспе каждого экрана). В этом режиме расчет схемы останавливается после того, как луч осциллографа проходит весь экран. Это часто бывает необходимым при затруднениях с синхронизацией изображения на экране осциллографа. Чтобы продолжить расчет схемы, выберите пункт Resume (Продолжить) меню Circuit или нажмите клавишу F9 на клавиатуре.

Остановить процесс расчета схемы в любой момент времени можно нажатием клавиши F9 или выбором пункта Pause (Пауза) в меню Circuit. Продолжить расчет можно повторным нажатием клавиши F9 или выбором пункта Resume меню Circuit. Нажатие кнопки "Пуск" в правом верхнем углу экрана прекращает расчет схемы.

На схему выводится уменьшенное изображение осциллографа, общее для обеих модификаций. На этом изображении имеется четыре входных зажима:

•  Верхний правый зажим - общий1

•  Нижний правый - вход синхронизации, его назначение будет рассмотрено ниже.

•  Левый и правый нижние зажимы представляют собой соответственно вход канала A (channel А) и вход канала В (channel В).

1 Вывод называют общим потому, что потенциал на этом выводе является общей точкой, относительно которой осциллограф измеряет напряжение. Обычно этот вывод заземляют, чтобы
осциллограф измерял напряжение относительно нуля. Поэтому на панели осциллографа этот вывод обозначен «ground».

Двойным щелчком мыши по уменьшенному изображению открывается изображение передней панели простой модели осциллографа с кнопками управления, информационными полями и экраном.

Настройка осциллографа

Для проведения измерений осциллограф нужно настроить, для чего следует задать:

1.      расположение осей, по которым откладывается сигнал,

2.  нужный масштаб развертки по осям,

3.  смещение начала координат по осям,

4.  режим работы по входу: закрытый или открытый, . режим синхронизации: внутренний или внешний.

Настройка осциллографа производится при помощи полей управления, расположенных на панели управления.

Панель управления. Панель управления имеет общий для обеих модификаций осциллографа вид и разделена на четыре поля управления:

1.     Попе управления горизонтальной разверткой (масштабом времени).

2.  Попе управления синхронизацией (запуском).

3.  Попе управления каналом А.

4.  Попе управления каналом В.

Управление масштабом времени.

Поле управления горизонтальной разверткой (масштабом времени) служит для задания масштаба горизонтальной оси осциллографа при наблюдении напряжения на входах каналов А и В в зависимости от времени. Временной масштаб задается в с/деп, мс/деп, мкс/деп, нс/деп (s/div, ms/div, ms/div, ns/div соответственно). Величина одного деления может быть установлена от 0.1 не до 1 с. Масштаб может дискретно уменьшаться на один шаг при щелчке мышью на кнопкесправа от поля и увеличиваться при щелчке на кнопке

Чтобы получить удобное для наблюдения изображение на экране осциллографа, установите масштаб времени таким образом, чтобы цена двух делений на горизонтальной оси примерно была равна величине, обратно пропорциональной частоте исследуемого сигнала, т. е. составляла бы период сигнала.

 

Например: Если Вы хотите исследовать сигнал с частотой 1 KHz, установите масштаб времени равным 0. 05 ms.

С помощью кнопок, расположенных в попе строки X POS, можно дискретно сдвигать начало осциллограммы по горизонтальной оси. В этом же попе расположены три кнопки: Y/T, А/В, В/А, позволяющие задавать вид зависимости отображаемых сигналов. При нажатии на кнопку Y/T по вертикальной оси откладывается напряжение, по горизонтальной оси - время, при нажатии на кнопку А/В по вертикальной оси откладывается амплитуда напряжения на входе канала А, по горизонтальной оси - канала В и при нажатии на кнопку В/А наоборот. При этом масштаб осей определяется установками соответствующих каналов. В режимах А/В и В/А можно наблюдать частотные и фазовые сдвиги (фигуры Лиссажу), петли гистерезиса, вольтамперные характеристики и т. д.

Управление каналами А и В. Две нижних части панели осциллографа являются полями управления отображением сигналов, поданных на входы каналов А и В соответственно.

Верхнее окно в попе позволяет управлять масштабом оси отображаемого напряжения по вертикальной или горизонтальной оси. Цена деления может дискретно устанавливаться от 10mv/div до 5 Kv/div. Масштаб для каждой оси устанавливается отдельно. Чтобы получить удобное для работы изображение на экране осциллографа перед началом эксперимента, установите масштаб, соответствующий ожидаемому напряжению.

Например: При подаче на вход переменного сигнала амплитудой 3 вольта установите масштаб вертикальной оси У1 V/div.

Ниже расположено попе, которое позволяет дискретно сдвигать ось X вверх или вниз. Для того, чтобы развести изображения от каналов А и В, воспользуйтесь сдвигом по оси Y (Y POS) я одного или двух каналов.

Три нижние кнопки реализуют различные режимы работы входа осциллографа по входу. Режим работы осциллографа с закрытым входом устанавливается нажатием на кнопку АС. В этом режиме на вход не пропускается постоянная составляющая сигнала. При нажатии на кнопку DC осциллограф переходит в режим с открытым входом. В этом режиме на вход осциллографа опускается как постоянная, так и переменная составляющая сигнала. При нажатии на кнопку 0 вход осциллографа соединяется с общим выводом осциллографа, что позволяет делить положение нулевой отметки по оси Y.

Управление синхронизацией. Верхнее правое попе управления TRIGGER определяет момент начала отображения осциллограммы на экране осциллографа. Кнопки в строке EDGE задают момент запуска осциллограммы по фронту или по срезу импульса на входе синхронизации. Попе LEVEL позволяет задавать уровень, при превышении которого происходит запуск осциллограммы. Значение уровня можно сдвинуть на 3 деления вниз или вверх.

Осциллограф имеет четыре режима синхронизации:

• Автоматический режим (AUTO) - запуск осциллограммы производится автоматически при подключении осциллографа к схеме или при ее включении. Когда "пуч" доходит до конца экрана, осциллограмма снова прописывается с начала экрана (новый экран).

• Режимы запуска по входу "А" или "В", в которых запускающим сигналом является сигнал, поступающий на соответствующий вход.

• Режим "Внешний запуск" (EXT - external). В этом случае сигналом запуска является сигнал, подаваемый на вход синхронизации.

Совет: Если Вы не видите сигнала на осциллографе или сигнал слабый - нажмите кнопку AUTO.

Расширенная модификация осциллографа

Нажатие клавиши ZOOM на панепи простой модели открывает окно расширенной модели осциллографа. Панель расширенной модели осциллографа в отличие от простой модели расположена под экраном и дополнена тремя информационными табло, на которые выводятся результаты измерений. Кроме того, непосредственно под экраном находится пинейка прокрутки, позволяющая наблюдать любой временной отрезок процесса от момента включения до момента выключения схемы. В сущности, расширенная модель осциллографа это совершенно другой прибор, позволяющий намного удобнее и более точно проводить численный анализ процессов.

На экране осциллографа расположены два курсора, обозначаемые 1 и 2, при помощи которых можно измерить мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы. Для этогс
просто перетащите мышью курсоры за треугольники в их верхней части в требуемое положение. Координаты точек пересечения первого курсора с осциллограммами отображаются на
левом табло, координаты второго курсора - на среднем табло. На правом табло отображаются значения разностей между соответствующими координатами первого и второго курсоров.
Результаты измерений полученные при помощи расширенной модели осциллографа можно записать в Файл

 

 

 

 

 

 


Для этого нажмите кнопку Save (Сохранить) и в диалоговом окне введите имя файла. Файлу присваивается расширение *.scp. Он представляет собой текстовый файл в ASCII кодах, в котором записаны данные о значениях напряжений в точках подключения осциллографа через интервал времени, равный масштабу горизонтальной развертки. Чтобы вернуться к прежнему изображению осциллографа - нажмите клавишу REDUCE, расположенную в правом нижнем углу.

 

[В начало]