В. Пестриков - Энциклопедия радиолюбителя
Шаг 29
Персональный компьютер — в радиолюбительской практике
Вы вероятно слышали такие слова как «компьютер думает», «компьютер принимает решения», «компьютер пишет стихи и сочиняет музыку». Однако основное назначение компьютера — облегчение человеческого труда. Именно для этой прозаической задачи он и используется чаще всего. С помощью компьютера за несколько минут можно сделать такую работу, на которую обычно уходит несколько недель или которая вообще не может быть выполнена без него. А экономия времени, как известно, связана с экономией денег. Поэтому вложенные деньги в приобретение компьютера оправданы. Затраченные деньги вернутся очень быстро и начнут приносить прибыль. Какую работу радиолюбитель может сделать с помощью компьютера и какие можно решать с его с помощью задачи? Приведем некоторые из них: автоматизированное проектирование радиоэлектронных схем, моделирование работы собираемых радиоэлектронных устройств, математические расчеты, получение информации из Internet и по электронной почте.
При разработке радиоэлектронных конструкций радиолюбителю часто приходится проводить анализ работы уже существующих подобных конструкций, описания которых приведены в радиотехнических журналах, иметь под рукой справочные данные по радиоэлектронным компонентам и при этом сделать соответствующие расчеты по замене одних элементов другими. Иногда возникает необходимость в обсуждении определенной проблемы или получить квалифицированную консультацию. Для этих целей с успехом может быть использован персональный компьютер, имеющий выход в Internet.
29.1. Использование прикладных программ
Для радиолюбительских расчетов, и не только, можно пользоваться программой Microsoft Excel (7,0 или 2000), которая имеется в арсенале любого компьютера. Эту программу несколько недооценивают, считая, что она пригодна только для целей бизнеса, в рамках экономических расчетов. Однако это не так. Программа Microsoft Excel способна выполнять расчеты в инженерных и научных исследованиях, в ней имеются все стандартные математические функции. Excel позволяет реализовать алгоритмы различной сложности применительно к решению различных научно-технических задач.
29.1.1. Основные понятия
После загрузки Excel на экране компьютера появляется новый документ, представляющий чистый лист рабочей книги. Внизу окна надпись Лист 1 и Книга 1. В верхней части окна один под одним расположены: Строка меню, Панель инструментов, Строка формул, Заголовки столбцов (буквы) и поле ячеек, а справа — заголовки строк (цифры).
Программу Microsoft Excel часто называют электронной таблицей, так как после ее запуска на экране компьютера мы видим ячейки.
Положение каждой ячейки характеризуется двумя координатами, номером строки, в которой она находится и буквой, относящейся к определенному столбцу. Каждая ячейка имеет две характеристики: содержание и значение. Содержание — это то, что вводится в ячейку, а значение — это то, что видно на экране. Ячейка может содержать текст, числа, указание даты и времени, а также формулы.
При написании программы, проведении расчетов и в других случаях могут возникнуть ошибки. В этом случае программа выдает на русском языке одно из семи сообщений, указывающих на характер ошибки:
#ДЕЛ/0!… деление на 0;
#ИМЯ?… не определено имя переменной в формуле;
#Н/Д!… нет доступных значений;
#ПУСТО!… используется пересечение диапазонов чисел, которые на самом деле не пересекаются;
#ЧИСЛО!… избыточное число, либо не верно используемое число;
#ССЫЛКА!… неверная ссылка, ячейка на которую она сделана в рабочем листе не существует;
#ЗНАЧ!… неправильный тип аргумента, например, использование текста там, где необходимо число.
Если в формуле использовано одно из указанных ошибочных значений, то и конечный результат будет также ошибочным. В этом случае на рабочем листе все ошибочные некорректные значения будут помечены указателями ошибочных значений. Это дает возможность застраховаться от возможности получения неправильного результата.
29.1.2. Примеры радиотехнических расчетов в Excel
В радиолюбительской практике часто приходится определять резонансную частоту колебательных контуров при известных значениях индуктивности L и емкости конденсатора С. Иногда при данном значении резонансной частоты колебательного контура или одного из его параметров L или С требуется найти второй параметр, соответственно С или L.
Собственная частота колебательного контура, не имеющего потерь, без учета собственной емкости катушки и паразитной емкости монтажи при известных значениях L и С определяется из известной формулы:
Вычисление отдельных значений L, С и f, входящих в колебательный контур, значительно облегчается, если проводить вычисления с помощью электронной таблицы.
В качестве примера определим количество витков катушки индуктивности фильтра промежуточной частоты, выполненной на кольцевом магнитопроводе из марганец-цинкового феррита. Исходные данные: промежуточная частота f = 465 кГц; емкость конденсатора контура С = 390 пФ; кольцевой сердечник имеет такие размеры: внешний диаметром D = 7 мм, внутренний d = 4 мм, толщина h = 2 мм. Марка феррита 1000НН. Вначале вычислим индуктивность катушки по формуле:
L(МГн) = 25,3/С(пФ)·f2(МГц).
Программа Excel для вычисления индуктивности катушки колебательного контура в порядке заполнения ячеек имеет вид:
1. Выделяем ячейку А5 и вносим в нее «Частота колебательного контура f в кГц».
2. В ячейки Е5…К5 вносим последовательно данные частот колебательного контура 450, 470, 490, 510, 530, 550, 570.
Далее, выделяя определенные ячейки, вносим данные.
3. А7 — значение емкости конденсатора С в пФ.
4. Е7…К7 — 390. Устанавливаем курсор в Е7, заносим в нее 390 и копируем это число в указанные ячейки.
5. А13 — индуктивность катушки L в мГн.
6. Е13…К13 — =25,3/($Е$7*(Е5/1000)^2).
Убрав курсор, в Е13…К13 появляются вычисленные значения (цифры) индуктивности катушки для определенной частоты при заданной емкости конденсатора.
Количество витков катушки индуктивности, намотанной на кольцевом сердечнике, найдем по формуле:
N = 50000·L(D + d)/μнh(D — d),
μн — начальная магнитная проницаемость сердечника.
Программа Excel для вычисления количества витков катушки индуктивности, намотанной на кольцевом сердечнике, в порядке заполнения ячеек имеет вид:
1. А14 — вычисление количества витков катушки, намотанной на кольцевом сердечнике.
2. А15 — внешний диаметр кольца в мм.
3. Е15…К15 — 7.
4. А16 — внутренний диаметр кольца в мм.
5. Е16…К16 — 4.
6. А17 — высота кольца в мм.
7. Е17…К17 — 2.
8. А18 — магнитная проницаемость материала.
9. Е18…К18 — 1000.
10. Е21…К21 — =КОРЕНЬ(Е19*$Е$13/(Е20*Е17*1000)/
11. А22 — Количество витков катушки.
12. Е23…К23 — =5000*Е21.
Убрав курсор, в Е23…К23 появляются вычисленные значения (цифры) количества витков катушки для определенной частоты при заданной емкости конденсатора.
Вид экрана компьютера с расчетом катушки индуктивности на кольцевом сердечнике в Excel приведен на рис. 29.1.
Рис. 29.1. Расчет катушки индуктивности на кольцевом сердечнике в Excel
Аналогично можно производить и другие радиотехнические расчеты в Excel. Правильность работы составленной программы расчетов проверяется вначале на контрольных примерах.
29.2. Поиск информации по радиоэлектронике в Internet
При наличии персонального компьютера с модемом и выходом в Internet у радиолюбителя открывается широкая возможность доступа к различной радиотехнической информации, которая может быть полезна в его деятельности. Что сегодня представляет «русский» Интернет?
В это понятие традиционно включают помимо серверов доменов «ru» (Россия) и «su» (СССР), но и русскоязычные или российско-ориентированные серверы других доменов. Это Украины — «uа» и Белоруссии «Ьу» и других стран СНГ. Для поиска информации в русском Интернете имеются поисковые серверы:
http://www.yandex.ru/:
http://www.aport.ru/;
