Programmieren

Das Programm simuliert die Restwelligkeit eines 12V-Netzteils mit Vierweggleichrichter und Siebelko. Sowohl der Lastwiderstand als auch die Kapazität des Elkos lassen sich einstellen. Auf dem simulierten Oszilloskopschirm (der Picturebox) kann man den Spannungsverlauf sehen. Die Berechnungen sind hier verhältnismäßig simpel. Ut ist die gleichgerichtete Eingangswechselspannung, wobei die Sinusfunktion die Wechselspannung am Trafo berechnet und die Absolutwertbestimmung (Abs) den Vierweggleichrichter simuliert. vt = vt + 360 / 80 If vt >= 361 Then vt = 0 xvt = Math.PI * vt / 180.0 ut = Math.Abs(17 * (Math.Sin(xvt))) ...

Für jeden Transistorverstärker gibt es einen optimalen Kollektorstrom, den man auch als Arbeitspunkt bezeichnet. Bei diesem Signalverstärker in Emitterschaltung sollte man den Basiswiderstand rb passend zur Stromverstärkung V möglichst so einstellen, dass die Kollektorspannung uce ohne Aussteuerung (ut=0) in der Mitte bei 2,5 V liegt. Das ergibt dann den idealen Arbeitspunkt, bei dem die größte verzerrungsfreie Aussteuerung möglich ist. ib = 4.4 / rb + ut / 1000 ic = ib * v uce = 5 - ic * 1000 ...

In diesem Programm wird eine Emitterschaltung mit Gegenkopplung simuliert. Die Änderung zu einem normalen Transistorverstärker ist, dass hier die Basis über einen Widerstand mit dem Kollektor verbunden ist. Damit wird einer Vergrößerung des Kollektorstroms entgegengewirkt. Das Resultat ist eine verkleinerte Verstärkung aber auch eine geringere Verzerrung. In dem Programm treten viele Neuerungen auf einmal auf. Es wird hier zum ersten Mal mit einer gezeichneten Ausgabe auf einer Picturebox gearbeitet. Wenn Sie sich bereits mit älteren VB-Versionen auskennen, werden Sie hier einige Änderungen feststellen. Allerdings habe ich versucht, altbekannte Prozeduren nachzuprogrammieren. Das sollte die Umstellung erleichtern. ...

Bei dem Schmitt-Trigger-Programm tritt wieder etwas Besonderes auf. Hier haben wir das erste Mal Select Case statt einer IF-Abfrage benutzt. Das liegt daran, dass die Berechnung der Werte davon abhängen, welcher Zustand vorher gültig war. Visuell wird das in einer Hysteresekurve dargestellt. Quelltext Public Class frmST Dim Re, Ui As Double Dim fall Dim uc1, ue, ub2, u1, ua As Double Dim i1, i2 Private Sub frmST_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load fall = 1 berechnen() End Sub ...

Das Programm Inventierender Verstärker funktioniert ähnlich wie das vorangegangen Programm Nichtinvertierender Verstärker. Das Programm unterscheidet sich vom Vorgänger fast nur durch eine etwas andere Rechenregel (vgl. ELEXS) Rv = R1 / (R1 + R2) V = -(R2 / R1) Uv = Rx * V Quelltext Public Class frmIV Dim R1, R2, Rx Dim V Dim Uo, Uplus, Uminus Dim Uv, Rv Private Sub sR2_Scroll(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.Windows.Forms.ScrollEventArgs)Handles sR2.Scroll berechnen() End Sub ...

Dieses Programm simuliert eine Schaltung mit einem nichtinvertierenden Operations-Verstärker. Die eigentliche Berechnung im Programm ist ganz einfach und bestimmt die Verstärkung und die Ausgangsspannung aus dem Verhältnis von Widerständen (vgl. ELEXS). Rv = R2 / (R1 + R2) V = (R1 + R2) / R2 Uv = Ui * V Die Rechnung kann theoretisch auch Ausgangspannungen außerhalb des Bereichs der Betriebsspannung ergeben. Deshalb wird hier in einem zweiten Schritt die tatsächliche Spannung nach oben und unten bis auf 0,5 V an der Betriebsspannung begrenzt. Wenn dieser Übersteuerungsfall eintritt weicht die Spannung am invertierenden Eingang des OPV von der am nichtinvertierenden ab und muss eigens aus dem Spannungsteilungsverhältnis berechnet werden. ...

Mit dem Programm Innenwiderstand kann man beobachten, wie sich Strom und Spannung in Schaltungen verhalten, wenn man den Innenwiderstand einer Stromquelle, die Spannung der Stromquelle oder die Last verändert. Die Berechnung ähnelt der bei der Reihenschaltung, weil der innere und der äußere Widerstand einen Spannungsteiler bilden. Mehr dazu findet man in ELEXS. rges = Ri + Ra Ia = Ui / rges Ua = Ra * Ia Quelltext Public Class frmInnen Dim Ui, Ri, Ia, Ra, Ua Private Sub berechnen() Dim rges ...

Dieses Programm berechnet Ströme und Spannungen in einer Reihenschaltung. Sowohl die beiden Widerstände als auch die Eingangsspannung sind dabei veränderbar. In diesem Programm wird die Funktion Math.Round benutzt. Mit ihr kann man Zahlen auf eine bestimmte Anzahl von Nachkommastellen runden. Auf wie viele Stellen gerundet werden soll, gibt der zweite Parameter an, z.B.: Math.Round(2.2345, 3). Die eigentliche Berechnung (vgl. physikalische Hintergründe in ELEXS) steht in den folgenden drei Zeilen: I = Math.Round(U / ((R1 + R2)), 3) Ur1 = R1 * I Ur2 = U - Ur1 Alles andere beschäftigt sich mit der Eingabe und Ausgabe von Werten. ...

Bei diesem Programm geht es darum, eine einfache NPN-Transistor-Schaltung zu simulieren. Mit verschiedenen Schiebern kann man einen veränderlichen Widerstand und damit die Eingangsspannung verstellen. Interessante Größen werden dann berechnet und an entsprechenden Labels ausgegeben. Hauptsächlich können Sie an diesem Beispiel sehen, wie man eine Sub aufruft und wie man kleinere Rechnungen ausführt. Die visuelle Oberfläche ist größtenteils durch ein vorgegebenes Hintergrundbild definiert. Somit spart man sich das komplizierte Zeichnen im Desingeditor. Anschließend sind an den passenden Stellen Label und Schieber hinzugefügt worden. ...

In diesem Text werde ich auf die Besonderheiten und die Schreibweisen (Syntax) von VB.Net eingehen. Wenn Sie noch nie Programmiert haben empfehle ich vorher die Artikel über die Grundlagen der Programmierung zu lesen. Falls Sie schon andere Programmiersprachen benutzt haben interessiert Sie vielleicht nur, wie die man einzelne Elemente in VB.Net umsetzt. Deswegen werde ich hier in kurzer, übersichtlicher Form die Syntax dieser Programmiersprache erläutern. Auf diese Weise können Sie immer schnell nachschlagen, wenn Sie sich gerade nicht mehr sicher sind, wie man beispielsweise eine Schleife in VB.Net realisiert. ...