Знакомство с набором ВП на базе NI ELVIS

Внимательно изучите меню! Программа NI ELVIS включаёт (в том числе и физически!) следующие виртуальные приборы:

Digital Multimeter — цифровой мультиметр;

Oscilloscope — двухканальный осциллограф;

Function Generator — генератор функций;

Variable Power Supplies — регулируемые источники питания;

Bode Analyzer — анализатор амплитудно-фазовых спектров (анализатор АЧ и ФЧ характеристик сигналов);

Dynamic Signal Analyzer — анализатор спектра мощности динамических сигналов:

Arbitrary Waveform Generator — генератор сигналов произвольной формы:

Digital Bus Reader — программа считывания с шины данных цифровых (бинарных) кодов (8 бит). Шина данных (разъем) расположена на макетной плате;

Digital Bus Writer — программа записи в шину данных цифровых (бинарных) кодов (8 бит);

Impedance Analyzer— анализатор полного сопротивления (импеданса);

Two-Wire Current Voltage Analyzer — двухвыводной вольтамперный анализатор;

Three-Wire Current Voltage Analyzer — трехвыводной вольтамперный анализатор.

Внимание! Для включения какого-либо прибора, необходимо нажать на соответствующую кнопку. Сделайте это последовательно для каждого прибора с отдельности, т. е. выключая прибор перед включением следующего. Это позволит избежать возникновения конфликта устройств.

Основным компонентом данных ВП являются передняя панель, отображаемая на экране дисплея. Передняя панель имеет пользовательский интерфейс ВП, который позволяет выполнять функции настройки / управления и отображать результаты работы ВП.

Основными рабочими кнопками приборов являются кнопки запуска виртуального прибора и кнопки сохранения данных измерений и / или анализа в файл:

Run (Single ) - кнопки запуска виртуального прибора:

Run - в нажатом состоянии - непрерывная работа виртуального прибора;

Single - при нажатии программа выполняется один раз";

Log - при нажатии возможно сохранение результатов в файл в режиме Single или после отключения кнопки Run.

Внимание! Перед закрытием ВП необходимо отжать кнопку Run! Только в этом случае приложение становится неактивным и не вызывает ошибки при включении некоторых других ВП.

Познакомьтесь с лицевыми (пользовательскими) панелями виртуальных приборов разного назначения. Некоторые из них Вы хорошо узнаете по графическому представлению, а с некоторыми Вам предстоит познакомиться впервые.

Цифровым мультиметром можно измерить следующие величины:

1. Постоянное и переменное напряжение.

Для этого используются разъемы VOLTAGE HI и VOLTAGE LO. Прибор измеряет разность величин напряжения между этими входами. Измеряемое постоянное напряжение должно быть в пределе ±20 В. Действующее значение переменного напряжения не должно превышать 14 В.

2. Постоянный и переменный ток.

Для измерения тока используются разъемы CURRENT HIи CURRENT LO. Прибор измеряет разность величины напряжения между этими входами и пересчитывает на показания тока. Ток не должен превышать 250 мА.

Разъемы CURRENT HI и CURRENT LO используются, если измеряются все ниже перечисляемые величины:

- Активное сопротивление . Значение сопротивления должно находиться в пределах от 1 Ом до 3 МОм.

- Емкость. Значение емкости должно находиться в пределах от 10 пФ до500 мкФ.

- Индуктивность. Значение индуктивности должно находиться в пределах от 10 мкГн до 100 мГн.

- Определение проводимости диода.

- Прозвонка (определение целостности участка цепи).

В режиме измерения напряжения мультиметр можно использовать при работе с осциллографом NI ELVIS.

Осциллограф NI ELVIS обладает функциями стандартного цифрового осциллографа. Он имеет два канала. Воспользоваться осциллографом можно через разъемы на лицевой панели настольной станции либо через разъемы на макетной панели. Если Вы уже знакомы с работой осциллографа, то легко освоите работу его виртуального аналога. При работе двух каналов нечетный отсчет АЦП отображается по первому каналу, а четный - по второму. В режиме Single или при выключении кнопки Run прибор позволяет записывать осциллограммы длиной до 1 000 точек по каждому каналу либо до 2 000 точек по одному каналу в текстовый файл.

Генератор функций встроен в настольную станцию. Сигнал на его выходе имеет синусоидальную, прямоугольную либо треугольную форму. Выбор формы сигнала, выдаваемого генератором функций, производится как элементами управления настольной станции (при ручном режиме управления, когда движковый переключатель ГФ на лицевой панели установлен в верхнее положение manual), так и элементами управления виртуального прибора (при программном режиме управления, когда движковый переключатель ГФ на лицевой панели переведен в нижнее положение). Для этого необходимо сделать предварительно установки для:

- формы сигнала (синусоидальная. треугольная, прямоугольная);

- амплитуды (±128 градаций амплитуды в пределах ±2.5 В);

- частоты (быстрая установка диапазона частоты от 5 Гц до 250 кГц и плавная регулировка частоты — 12 бит внутри выбранного диапазона):

- постоянной составляющей (±256 градаций постоянной составляющей в пределах ±4.5 В);

- амплитуды (=256 градаций от 0 до 2.5 В).

Генератор можно использовать при работе с некоторыми приложениями из рассматриваемого набора ВП (например, с осциллографом NI ELVIS). Выход генератора доступен только на разъемах монтажной платы.

Регулируемые источники питания позволяют получить на выходах, расположенных на монтажной плате, постоянное напряжение от -12 до 0 и от 0 до +12 В. Управление источниками питания возможно как в ручном, так и в программном режиме.

Анализатор амплитудно-фазовых спектров предназначен для построения амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик (АЧХ и ФЧХ) пассивных и активных линейных электрических цепей. Для улучшения картины АЧХ и ФЧХ надо подбирать амплитуду сигнала. На пассивные цепи следует воздействовать сигналом с высокой амплитудой, а активные цепи (с усилением) лучше изучать сигналом с небольшой амплитудой, что позволит избежать режима насыщения выходного напряжения.

Анализатор динамических сигналов вычисляет и отображает спектр мощности сигнала по одному из каналов. С его помощью можно также дискретно определять частотные составляющие сигнала по мощности на частоте. Диапазон частот, для которых производится вычисление спектра мощности сигнала, зависит от возможностей аналого-цифровых преобразователей устройства.

С помощью генератора сигналов произвольной формы можно получить выходной сигнал произвольной, но определяемой пользователем формы. Создавать множество различных сигналов позволяет программа Waveform Editor, которая включена в программное обеспечение NI ELVIS. Генератор имеет два канала аналогового вывода, которые позволяют получить одновременно на выходе два сформированных сигнала. Его можно использовать при работе с осциллографом NI ELVIS. Выход генератора доступен на разъемах монтажной платы.

Цифровое считывающее устройство считывает двоичные коды с шины данных. Подключение устройства осуществляется через шину цифрового ввода DI монтажной платы.

Цифровое записывающее устройство передает шине записи пользовательские цифровые шаблоны. Вы можете сами составить шаблон или использовать готовые шаблоны. Подключение устройства осуществляется через шину цифрового вывода DO монтажной платы. Уровень сигнала 5 В соответствует положению переключателя HI, уровень 0В соответствует положению переключателя LO.

Анализатор полного сопротивления можно использовать для определения сопротивления активной и реактивной составляющей пассивного двухполюсного элемента при фиксированной частоте тестового сигнала. Подключение к анализатору полного сопротивления осуществляется через разъемы CURRENT HI и CURRENT LO. Максимальная частота тестового сигнала 5 кГц.

Двухвыводной вольтамперный анализатор позволяет получить вольтамперную характеристику двухполюсника. Измерения можно производить в пределах ±10 В для напряжения и ±10 мА для тока. Поскольку в станции используется 12-ти битный АЦП. то минимальное разрешение по току соответствует 5 мкА. Поэтому измерять обратный ток диодов, который должен быть отрицательным и по величине составлять микроампер или меньше, нельзя. Виртуальный прибор позволяет выполнить настройку пределов изменения тока и напряжения, а также сохранить данные в файл. Подключение двухполюсника осуществляется к разъемам CURRENT HI и CURRENT LO.

Трехвыводный вольтамперный анализатор предназначен для снятия характеристик биполярных n-p-п транзисторов в пределах от 0 до 10 В по напряжению коллектора, от 0 до 10 мА по току коллектора и от 15 мкА по току базы. Подключение транзистора: коллектор подсоединяется к разъему 3-WIRE. База - к CURRENT HI. эмиттер - к CURRENT LO.

Таким образом. Вы познакомились с набором виртуальных приборов, созданных на базе измерительного лабораторного комплекса NI ELVIS. Эти Виртуальные приборы позволяют освоить приемы таких стандартных измерений, как измерение напряжения, тока, характеристик различных двухполюсников (радиодеталей). получение амплитудно-частотной. фазово-частотной. вольтамперной характеристик (зависимостей) и оценить спектр мощности электрического сигнала. Некоторые результаты измерений ВП по желанию записываются в файл для последующего документирования, анализа и обработки. С помощью Виртуальных приборов генератор функций и регулируемые источники питания можно получить и управлять источниками электрических сигналов настольной станции по дисплею персонального компьютера. Виртуальный прибор для цифрового ввода-вывода может использоваться в задачах управления работой цифровых схем.