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.

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/;