Особенности проведения исследований электрических и электронных систем методам моделирования на компьютерах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Иноземцев И.М.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА,

ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА,

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

МОДУЛЬ 1

Лабораторный практикум для студентов всех специальностей

Www.msta.ru

Москва 2004

УДК. 621.317

Ó Иноземцев И.М. Электротехника и электроника. Общая электротехника и электроника. Электротехника. Лабораторный практикум. М., МГУТУ. 2004.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с программами по электротехническим дисциплинам и стандартами по специальностям 21.02., 22.02., 07.02., 17.06., 27.01…..27.12., 27.13.,35.11.

Автор: Иноземцев И. М. проф., д.т.н.

Рецензент: Попов А.А. проф.

_________________________________________________

Ó Московский государственный университет технологий и управления. 2004г. 109004, Москва, Земляной вал, 73.

ВВЕДЕНИЕ

Изучение характеристик электротехнических и электронных устройств и систем проводятся на ЭВМ путем моделирования их с помощью программы

«ELEСTRONICS WORKBENCH » ( пятая версия). Основная цель проведения лабораторных работ - закрепление знаний, полученных при прослушивании лекций и самостоятельного изучения электротехники и электроники по учебникам. Одновременно ставится задача освоения методов моделирования электрических и электронных устройств с помощью ЭВМ.

Исследование вариантов построения различных электротехнических и электронных устройств путем их моделирования на ЭВМ имеет ряд преимуществ перед моделированием на реальных макетах. Моделирование на ЭВМ позволяет более оперативно исследовать различные варианты построения электротехнических и электронных устройств, не тратя время на изготовление их реальных макетов. Кроме этого многие электронные интегральные микросхемы и устройства в настоящее время так сложны и содержат так много транзисторов, что их изучение на реальных макетах просто невозможно.

При моделировании электронных систем с помощью ЭВМ упрощается проверка устойчивости электронных устройств при изменении характеристик окружающей среды, а также параметров элементов схем во времени. Появляется также возможность более оперативного ознакомления студентов с новыми теоретическими и экспериментальными разработками в области электроники и электротехники.

Естественно при изучении такой дисциплины как «Электротехника и электроника» моделирование на ЭВМ должно дополняться проведением исследований на реальных экспериментальных установках. Эти установки и особенности работы с ними описываются в отдельном лабораторном практикуме.

Описываемая ниже серия лабораторных работ базируется на использовании пятой версии программы «ELEСTRONICS WORKBENCH» [3]. Практически все лабораторные работы в той или иной степени модернизированы. После названия файла каждой из работ в скобках приводится названия файла их прототипа. Описания работ приведены для модернизированных вариантов работ.

ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ МЕТОДАМ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА КОМПЬЮТЕРАХ

Для анализа и синтеза электрических и электронных систем широко используются различные программы и компьютерные модели, например, «МАТЛАБ», «ELEСTRONICS WORKBENCH» и др.

Одна из наиболее развитой является система «ELEСTRONICS WORСBENCH».За последние время появилось шесть версий этой системы, охватывающих широкий круг электронных и электрических систем.

Система «ELECTRONICS WORKBECH» имеет удобный дружественный интерфейс и содержит 13 библиотек аналоговых и цифровых компонентов, что позволяет оперативно собирать электрические схемы различных аналоговых и электронных устройств. Результаты моделирования этих устройств можно получать в виде осциллограмм и графиков. Отличительной особенностью программы является наличие контрольно-измерительных приборов.

В системе «ELEСTRONICS WORKBENCH» используются международные обозначения основных электрических величин СИ. Поэтому ниже приводится как международные, так и русские обозначения более привычные для студентов. Пояснения к схемам «ELEСTRONICS WORKBENCH» даются на английском языке и могут быть использованы студентами для дальнейшего совершенствования знания английского языка.