glava
     

Cilji vaje:

  • narisati enostavno analogno vezje,
  • uporabiti zahtevnejše virtualne instrumente (multimeter, funkcijski generator, W-meter, osciloskop).

Uporaba instrumentov

  1. Zaženemo program in povečamo pogled na delovno površino in shranimo dokument pod imenom Vaja4a v mapo Vaje.
  2. Na delovno ploščo postavimo enosmerni izvor napetosti (generator), virtualni upor, virtualni kondenzator, maso in dva V metra.  Ko elemente povežemo in nastavimo kapacitivnost kondenzatorja na 10μF upornost upora pustimo nespremenjeno 1kΩ, dobimo naslednjo sliko.

f

  1. Po zagonu simulacije ugotovimo, da oba instrumenta kažeta enosmerno vrednost napetosti 10V, kar je sicer res ampak šele po določenem času, ko se kondenzator napolni na napetost izvora. V tem primeru program izračuna enosmerne razmere in zato vidimo samo končni rezultat.

f

Če želimo opazovati, kako se kondenzator polni, pa moramo podati trenutek spremembe, kar naredimo s stikalom, ki ga vežemo zaporedno z generatorjem. Stikalo izberemo v knjižnici Basic.


f

 Dobimo sliko.

f


Napis ob stikalu Key = Space pomeni, da s preslednico preklopimo stikalo. Po potrebi lahko spremenimo tipko za preklop v oknu Value.

  1. Pri odprtem stikalu najprej zaženemo simulacijo in takoj nato pritisnemo na preslednico. Če takoj opazujemo vrednosti napetosti na obeh V-metrih vidimo, da je prvi prikaz na V-metru U1 10V, na U2 pa nižja vrednost, ki je odvisna od časa, ki preteče po zagonu simulacije do preklopa stikala. V nadaljevanju opazimo, da se vrednost na U1 ne spreminja, na U2 pa vrednost napetosti vedno bolj počasi narašča. Začetna vrednost napetosti na kondenzatorju je 0V, končna pa teoretično 10V. Tej vrednosti se pri simulaciji lahko le približamo. Vezje shranimo pod enakim imenom.

f

  1. Če želimo opazovati časovno spreminjanje napetosti na kondenzatorju bolj natančno uporabimo osciloskop. To je instrument oziroma naprava, ki ga najpogosteje uporabljamo za opazovanje časovnih potekov spreminjajočih se veličin oziroma za opazovanje izmeničnih veličin.
  2. Program Multisim omogoča uporabo dveh virtualnih in dveh simuliranih realnih osciloskopov. Pri tej vaji bomo uporabili najpreprostejši to je dvokanalni virtualni osciloskop. Predstavlja ga četrta ikona v paleti instrumentov. Izbrani osciloskop ima štiri priključke. Spodnja dva označena s črkama A in B sta vhoda, desno zgoraj je priključek za maso G (ground), pod njim pa je vhod za zunanji prožilni signal, ki je označen s črko T (Trigger-proženje).  V našem primeru uporabimo oba vhoda. Vhod A priključimo na zgornjo sponko generatorja, vhod B pa na zgornjo sponko kondenzatorja. Ker smo v vezju že uporabili maso, jo pri osciloskopu ni potrebno priključiti na sponko G. Če pa mase v vezju nimamo je pa to obvezno. Pri vhodu A nam program generira oranžno barvo vezi, pri vhodu B pa rdečo. Take barve sta potem tudi sledi na zaslonu. Ker se barvi slabo ločita vsaj eno spremenimo. Z desno tipko miške kliknemo na vez, da se pokažejo modri kvadratki in prikaže okno za nastavitev barve, kot vidimo na sliki.

f

Izbira barve je enaka kot pri drugih programih, ki delajo v okenskem okolju. Izberemo modro barvo.

f

Izbrano vez dobimo v modri barvi kot je prikazano na sliki. Vezje shranimo z novim imenom Vaja4b v mapo vaje.


f

  1. Nato z dvoklikom na ikono osciloskopa odpremo njegovo okno, ki je prikazano na sliki.

f

Ko prvič odpremo okno osciloskopa je zaslon popolnoma prazen, podlaga pa je črne barve. Pri prvem zagonu simulacije se na zaslonu izriše koordinatna mreža in zapis sledi priključenega kanala (A,B, ali obeh).


f

Kadar simulacijo izvajamo daljši čas, kot je možnost prikaza na zaslonu, se lahko pomikamo po sliki z drsnikom. Uporabljamo lahko tudi dva markerja, ki ju primemo z miško in pomikamo po zaslonu. V oknu pod drsnikom imamo prikazane številčne vrednosti časovnega položaja obeh markerjev in vrednosti napetosti obeh kanalov ter njuno razliko.

f

Z gumbom Reverse lahko spremenimo ozadje v belo, s Save pa shranimo sliko. V spodnjem delu imamo polje za spreminjanje nastavitve časovne baze Timebase in polji za spreminjanje občutljivosti kanala A in B. Sliko lahko pomikamo tudi v vodoravni in navpični smeri z vnosom vrednosti v polja X position in Y position.

f

Spremembe in vnosi so mogoči šele ko kliknemo v polje v katerem želimo narediti spremembo.
Z gumbi v okvirju Timebase f izbiramo med časovnim prikazom (Y/T), seštevkom (Add) ali prikazom B kanala v odvisnosti od A in obratno.
Z gumbi v podoknu kanala A f in B  f pa izbiramo način vhodne povezave. Pri tem DC pomeni enosmerno povezavo, AC izmenično, 0 pa pomeni, da na vhodu ni napetosti (masa). Pri B kanalu lahko signal tudi množimo z -1.
Proženje časovne baze osciloskopa nastavljamo v podoknu (Trigger) pri zahtevneših opazovanjih.

f

Izbiramo lahko med proženjem pri naraščanju signala ali padanju, lahko spreminjamo nivo proženja (Level), s spodnjimi gumbi pa vrsto proženja.
Pomen gumbov za proženje:
None – proženje časovne baze ob vklopu simulacije (nivo proženja in naklon nista pomembna in ne vplivata)
Auto – avtomatsko proženje
Nor. – normalno  proženje
Sig. – en prelet
Pri teh načinih moramo prožilni signal priključiti na vhod za proženje T.

  1. Pri spreminjanju vrednosti upornosti upora in kapacitivnosti kondenzatorja ugotovimo, da povečanje vrednosti R ali C ali obeh povzroči počasnejše naraščanje napetosti na C in obratno zmanjševanje vrednosti hitrejše naraščanje napetosti na C. Oblika časovnega poteka pa ostane nespremenjena. Iz oblike časovnega poteka ugotovimo, da se ob vklopu, ko je kondenzator prazen polni najhitreje, potem pa je polnjenje vedno počasneje, ko napetost na kondenzatorju narašča.
  2. Opazujmo še padec napetosti na uporu! To naredimo lahko tako, da od vhodne napetosti, ki jo opazujemo s kanalom A odštejemo  padec napetosti na kondenzatorju, ki ga opazujemo s kanalom B. Pri kanalu B vklopimo množenje z -1 fin vklopimo seštevanje Add f. Ponovno zaženemo simulacijo, vklopimo stikalo in dobimo naslednjo sliko.

f

  1. Če želimo hkrati opazovati napetost na uporu in kondenzatorju premaknemo maso in vhod B pri osciloskopu. Preoblikovano vezje shranimo pod Vaja4c predstavlja pa ga naslednja slika.

f

  1. Ker smo maso priključili na zgornji priključek kondenzatorja, bo napetost na uporu (kanal A) pravilno prikazana, vhod B (prikaz napetosti na kondenzatorju ) pa moramo množiti z -1, da bo prikaz pravilen. Dobimo sliko.

f

Z odčitka na zaslonu ali iz številčnih vrednosti prikazanih za oba kanala ugotovimo, da je seštevek obeh napetosti vedno enak napetosti generatorja.

  1. V vezje dodamo še eno stikalo in upor za praznjenje kondenzatorja. Shranimo ga pod Vaja4d predstavljeno pa je na naslednji sliki.

f

Zaženemo simulacijo, vklopimo stikalo J1, počakamo da se kondenzator napolni, nato izklopimo stikalo J1 in vklopimo stikalo J2. Na zaslonu opazujemo  potek polnjenja in praznjenja kondenzatorja.


f

Opazimo, da je praznjenje kondenzatorja ob vklopu stikala J2 najhitrejše, potem pa je vedno bolj počasno (modra slika na zaslonu).
Kadar nam velikost slike na zaslonu osciloskopa ne zadostuje, v menijski vrstici izbremo View in Grapher. Zaslon osciloskopa se odpre v novem oknu, ki omogoča spreminjanje velikosti, nudi shranjevanje, tiskanje in prenos v druge programe.

f

  1. Odpremo nov dokument in ga shranimo pod Vaja4e. Na delovno ploščo postavimo izvor izmenične napetosti, multimeter in dvokanalni virtualni osciloskop. Elemente povežemo kot kaže slika.

f

Na generatorju nastavimo napetost 10V in frekvenco 50Hz. Z dvoklikom odpremo okno multimetra in okno osciloskopa. Zaženemo simulacijo in opazimo, da V-meter kaže vrednost 10V, kar pomeni efektivno vrednost, na osciloskopu pa lahko s premikom markerja ugotovimo maksimalno vrednost 14,1V, kar ustreza maksimalni vrednosti sinusne napetosti.

f

  1. Sinusni generator zamenjamo s funkcijskim generatorjem. Z dvoklikom odpremo njegovo okno v katerem lahko preklapljamo med tremi oblikami napetosti (sinusna, trikotna, pravokotna), spreminjamo amplitudo napetosti in frekvenco ter dodajamo enosmerno komponento (offset). 

f

  1. Na osciloskopu odčitamo maksimalno vrednost 10V, multimeter pa pokaže efektivno vrednost 7,07V. Na B vhod osciloskpa priključimo še negativni izhod generatorja, zaženemo simulacijo in vidimo, da sta napetosti v protifazi.

 

f

  1. Na generatorju preklopimo na pravokotno obliko napetosti, amplitudo spremenimo na 5V in dodamo 5V enosmernega premika (Offset napetost). Pri pravokotni obliki nastavimo še čas vzpona in upada impulza (Rise/Fall Time) na vrednost 50μs. Na osciloskopu dobimo naslednji prikaz.

f

  1. Odpremo nov dokument in ga shranimo pod Vaja4f. Na delovno ploščo postavimo izvor izmenične napetosti, virtualni upor, virtualni kondenzator, tri V-metre in dvokanalni virtualni osciloskop. Elemente povežemo kot kaže slika, zaženemo simulacijo in ugotovimo, da je aritmetični seštevek napetosti na R in C večji od generatorjeve napetosti.

f

Napetosti na R in na C sta premaknjeni za kot 90º, kar vidimo na osciloskopu. V tem primeru dobimo pravilno vsoto z vektorskim seštevanjem (Pitagorov izrek). Ugotovimo tudi, da napetost na C (modra sled) zaostaja za napetostjo na R (rdeča sled).


f

  1. Spremenimo frekvenco napetosti generatorja in opazujmo vpliv na napetost na R in na C. Shranimo vezje.
  2. Odpremo nov dokument in ga shranimo pod Vaja4g. Na delovno ploščo postavimo izvor izmenične napetosti, virtualni upor, virtualni kondenzator in  dva  W-metra. Elemente povežemo kot kaže slika, zaženemo simulacijo in ugotovimo, da se delovna moč troši samo na R na  C pa je enaka nič.

 

f

Prikaz moči na W-metrih.

ff

 

Navodila
MultiSim - 01 - Osnove programa MultiSim
MultiSim - 02 - Analogno vezje
MultiSim - 03 - Digitalna TTL vezja
MultiSim - 04 - Uporaba instrumentov
MultiSim - 05 - Enostopenjski ojačevalnik - analize
MultiSim - 06 - Digitalni virtualni instrumenti
MultiSim - 07 - Analizator
MultiSim - 08 - Časovnik 555

Izhod

na vrh