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: