ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ, МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
.pdfСледуетиспользбитовтьнабор,к дпастредсказуемыйр |
|
|
|
|
е- |
|||
зультаткак(записановтаблицеисти |
|
нности). |
|
|
|
|||
Включение |
|
|
|
|
|
|
|
|
Генераторимереиформировжима |
|
|
анияпоследовател |
ьностейи |
м- |
|||
пульсов:пошаговый( |
step),построчный( |
burst)ици клический( |
cycle). |
|
|
|||
Пошаговыйрежимработы( |
step)необходимприотладкецифровых |
|
|
|
||||
схемипозволяетвыполнятьзаданныепоследовательностисигналов |
|
|
|
сост |
а- |
|||
новпослекаждогоойта |
|
кта. |
|
|
|
|
|
|
Пострежимаботыочный( |
burst)предформированияляназначен |
|
|
а- |
||||
данныхцифровыхпосл |
|
едовательсостапосленозавстейкоршения |
|
|
|
|||
стрпоследовательностики,..послезавкодршенияп следовательнвой |
|
|
|
|
о- |
|||
сти.Этотрежимисп |
|
ользуетсядляоднократноговыпосллнениядовател |
|
|
ь- |
|||
ностицифр |
овыхсигналов. |
|
|
|
|
|
|
|
Циклическийрежимработы( |
cycle)исподнепрляьзуерывноготся |
|
|
о- |
||||
вторенияпоследовательностейцифровыхсигн |
|
|
алов.Данныйрежимполезен |
|
|
|
||
принаблюдениидинр цифровыхботымикиавтома |
|
|
тов.Остановка( ос |
|
у- |
|||
ществляетсянажат |
иемклавишCtrlЗначениекаждого+ биT).тображае |
|
|
|
т- |
|||
сянапротивкаждоговывода |
|
енератораслов. |
|
|
|
|
|
|
Устчастотыновка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тактоваячастотагенераторасловможетбытьус ановленаГц,кГц |
|
|
|
|
|
|||
илиМГц.Каждоесловонавыходегенер |
|
|
аторабудетн ходинапротьсяяж |
|
|
е- |
||
нииодногопериодатактовогогенератора. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3.7.6. Логическийанал |
изатор |
|
|
|
||
Логическийанали |
затор (рис. 16) |
|
исподвизуализациияь ется |
|
|
|
||
наглядногопред |
ставленияциф ровыхсигналов.Ониме |
етнезави16 |
симых |
|||||
входовдляанали |
|
засигна |
лов.Логическийанали |
|
заторвыдаетин |
формациюв |
||
51
видевр мен |
ныхди,аграммна |
|
логичныхтем,кот |
орыебы либыполученыпри |
подсоединениикреальнойсхемеосцилл |
|
ографа.Отк |
рытокнол гического |
|
анализатораотображаетс |
|
остояниевысокое( или)входныхзксигналове |
|
|
покаждомувход.Очистканомуалуэкранаанализаторапроисходитавт |
|
о- |
||
матическиприпереполн |
ениисодержимогоэкранадиагр( выхзегоаммадит |
|
||
пределы). |
|
|
|
|
|
|
Рис16Логический. анализатор |
|
Есливпроцессемодел |
ировнакнопкужатьнияПауза«»,тоиспользуя |
|
|
скроллинг,можнопосмотретьвсезультатымодели |
|
-рованияне(только |
|
те,которыевиднынаэр |
|
ане). |
|
Чтобы «сбро -сить»всер зультатымоделированиянеоб |
-ходимонажать |
||
кнопку «Reset». |
|
|
|
Дляостановкиработыаналнадонажатьзаткнопкура |
«Stop».Пр о- |
||
должениераб |
отыприэтвозможнобудетпосленажатиякнопки |
«Reset». |
|
Разповремениертка( |
Clock)управляустановкойвреколтсямени |
и- |
|
чествпериодовактовогх |
|
огенератораанализатодноеление.Пара |
а- |
52
метрытактовогогенератораанализатустанавпонажраливаютсяе |
|
|
атия |
||
кнопки «Set». |
|
|
|
|
|
|
|
3.7.7. Логическийпрео |
бразователь |
|
|
|
Логическийпреобразовател |
ь (рис. 17) |
– этомощноеустройство,прои |
з- |
|
водящеенекоторыепр образованияпредставлениясхем.Ониспользуется |
|
|
|
||
дляпрео бразования: |
|
|
|
||
• |
схемывтаблицу |
стинности; |
|
|
|
• таблицыистинностивлогическоев |
|
ыражение; |
|
||
• таблицыистиннвупрлогическоещенноестивыраж |
|
ение; |
|
||
• |
логическоговыражениятаблицу |
|
стинности; |
|
|
• |
логическоговыражениясх |
|
ему; |
|
|
• |
логическоговыр |
ажениявсхемунабазеэл Иментов |
-НЕ; |
|
|
|
Клавишипрео |
б- |
|
|
|
разованиянаходятся |
|
|
|
|
|
правойсторонепанели |
|
|
|
|
|
логическогопреобр |
а- |
|
|
|
|
зователя. |
|
|
|
|
|
Рис. Логическийпреобразовател17. ь
Вводтаблицыистинн |
ости |
|
Длявводатаблицыистинносследуотмпоетмитьощьюышиее |
|
|
входывверху( окна),необходимыедлясоставленияподв( указательсти |
ы- |
|
шикнеобвходинажатьлевуюимомукнопку)Приэтом. значенияво |
з- |
|
можныхсосто |
янийнавхода |
хсхемыбудутзаполненыавтоматически.Затем |
53
поместиуказамышивтолбецьь“out”длязаполнениявыходныхзнач |
|
е- |
||
нийсхемы, |
оответствующвходнымпотаблице,нажлевуюкнопкухмать |
|
|
|
мышидоп |
оявлениятребуемогозначения(0,Х)Если. таблицастиннос1, |
|
ти |
|
соднеопределенностиржит,тонеобходоставси моть |
мвол“?”. |
|
||
Преобразованиесхемытаблицуистинности |
|
|
||
|
|
Логическийпреобраможетсозтаблдаватьователь |
|
и- |
|
|
цуистинностидлясхеммаксч входовмальнымслом |
|
|
равными8 соднимеговыходом.Вначалеприсо |
|
единяютвходысяхемык |
|
|
выводам“A”логич...пр“H”еобразоского.Затем−выхквемыодателя |
|
ы- |
||
воду“OUT”Далееосуществл. |
яетсяпреобразнажатиемкноппкивание |
а- |
||
нелилогичпреобразоватского |
еля. |
|
|
|
Преобразоватаблицыистинностилог ие |
ическоевыражение |
|
||
|
|
Дляпреобразоватаблицыистинностилогичия |
|
е- |
скоевыражение |
еобхводимоспользэт преобразованиям мваться. |
|
|
|
Сначалавводтаблицастиннтсяврабочуюобластьприборасти.Далее |
|
|
||
нажимаетсякнопканапанелитаблицыистиннос,соответствующаяпреои |
|
б- |
||
разовтаблицынию |
стинностивлогическоевыраже.Внижстрокениеей |
|
|
|
панелилогическогопр |
еобразователябудетпоказанополученноевыражение. |
|
|
|
Далееможноупр ститьлученноелогическоевыражилипр образние |
|
о- |
||
ватьегосх |
ему. |
|
|
|
Упрлогическогощениевыражени |
я |
|
|
|
|
|
Дляполученияупрощеннойформызаписилогич |
|
е- |
скоговыраженияслужитсоответствующаякнопкана |
анелилогического |
|||
преобразователя. |
Multisim используетметодКуайна |
-МакКласки(Quine |
- |
|
McCluskey)дляупр |
ощениялогическвыражения.Этотмегаратогод |
|
нтирует |
|
упрощениесистимеющих, большеечисловход,чемобытьжетвпр |
|
о- |
||
считановручнуюпри |
|
омощикартКарно. |
|
|
54
Преобразованиелогическоговыражентаблицуистиння |
|
ости |
|
|||
|
|
|
Еслиизвестнологическоевыражениеописыва, |
|
ю- |
|
|
|
|
щеетребуемыйци |
фроав,ойтополучитьматтабл |
ицу |
|
истинностипоэт |
|
омувыражеможспомнэтойиюпциищьюнапанели |
|
|
|
|
управленияприбо.Дляэтогоеобр |
|
азованиякурсорустанавливается |
|
|||
стрлогическогокувыра,нажлеваенияимклавинабирмышиется |
|
|
а- |
|||
етсяимеющеесявыражение.Входныезнач |
|
енияобоз начаютсябуквамиот |
|
|||
“A”до“ H”поназваниям( входовлогичпреобразователяск)Для. гозн |
|
|
а- |
|||
ченияинверсигналапользуетсяиисимволпос“’”соответствующего |
|
|
|
|||
входа.Дляобозингруппыверсаченвходовэтаигруппаияз |
|
аписывается |
||||
скобкахипослезакрыв |
|
ающейскобкиставитсясимв“’”Логическая.опл |
|
е- |
||
рация“ |
AND”обозначаетсяпоследовательной |
|
аписьювходныхзначений |
|
||
(например, “ |
A AND H”запишетсякак |
AH)Лог. |
ическаяоперация“ |
OR”об о- |
||
значаетсясимволом“+”Посленаборафункц. нажкнопкаипреобрмаетсяи |
|
|
а- |
|||
зования. |
|
|
|
|
|
|
|
Вполетаблицыистиннопоявтаблицасттся,построеннаянности |
|
|
|
||
понабраннлогическомупользователемыражению.Дляупрощения |
|
|
о- |
|||
гическоговыражениявначалеследупреобразоватьгоаблицуистинн |
|
|
о- |
|||
сти,азатемупростить. |
|
|
|
|
||
Преобразованиелоги |
ческогоуравнениясхему |
|
|
|
||
|
|
|
Даннпреоиспобразованиедполяьзуетсяч |
|
е- |
|
|
|
|
ниясхепоимеы |
ющемусялогическомувыражению. |
|
|
Вводитсялогическоевыражениенаж |
|
имаетсяклавишапреобразования.Л |
о- |
|||
гическиеэлементы,составляющиевв |
еденноелогическоевыражение,буду |
т |
||||
помещеныврабочеепространство.Всеэтиэлеменвыделбуду |
|
|
ены,что |
|||
позволитперемещатьихрабочемупространствулюбоеместоиликоп |
|
|
и- |
|||
роихвподсхемуать.
55
СозданиесхемыизэлементовИ |
|
|
|
|
-НЕ(NAND) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Этиппреобразованияотиспользуетсяпринеобх |
|
|
о- |
||||
димостиполучениясхемы,состоящейизькоогич |
|
|
|
|
|
|
ескихэлементовИ |
-НЕ. |
|||
Поаналогииспредыдущпунктвводитсял гическоемвыражениемпр |
|
|
|
о- |
|||||||
изводитсяпр |
еобразование. |
|
|
|
|
||||||
|
|
3.8. Модеэлектронныхированиеустройств |
|
|
|
|
|||||
|
|
припомощипрограммы |
|
Multisim |
|
|
|||||
|
|
3.8.1. МоделированиеинтегрирующейRC |
– цепи |
|
|||||||
Дляначаларазработкинеобходимозагрузитьфайл |
|
|
|
|
|
|
|
-схемув |
среду Mul- |
||
tisim, еслиэтотфайлужесозданинахнаодизнитсяакопителейом |
|
|
|
м- |
|||||||
пью.Эделаетсяоерап |
|
|
осредствомвыпк лненияа юды |
|
|
File/Open, |
|||||
либонажатиемсоответс |
|
твующейгор“ |
ячейкнопки”напанелиинструментов |
|
|||||||
идальнейшимвыборомнакоп,каталогамтеля |
|
|
|
|
|
|
енифайфайл.Еслиже |
|
|||
ещене |
создан,необходимосоздатьегоп средствомвыпк лненияманды |
|
|
|
|
||||||
File/New. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передустановкойэлемсхнеобхнтовмыпроизвестидоподимо |
|
|
|
лни- |
|||||||
тельнуюнастройку |
среды Multisim.По |
умолчаниюформатотображенияэл |
е- |
||||||||
ментсхемыоответствуетстандарту |
|
|
|
|
|
ANSI.Прииспользэтогстаовании |
н- |
||||
дартанекоторыеэлемсхсовсемнтыпривычныйвид,напримеррез |
|
|
|
|
|
|
|
|
и- |
||
сторотображаетсякак: |
|
|
|
|
.Дляперехкеврода |
пейскомустандартуот |
об- |
||||
|
|
|
|
||||||||
раженияэлемсхнеобходимонтовменю |
|
|
|
|
|
|
Options выбратьвкладку |
Pref- |
|||
erences… иназакладке |
Component Bin,появившегосяокна,переключить |
о- |
|||||||||
зицию Symbol standard изположения ANSI вположение |
DIN. |
|
|||||||||
Далеенеобходимоуста |
|
|
|
|
новитьнарабоч |
|
уюобластьэлементыиинстр |
у- |
|||
менты,нео |
бходмодляимые |
|
|
|
|
елированияданнойсхемырис(. |
|
18). |
|
||
56
|
|
|
Рис. 18.Интегрирующая RC-цепочка |
|
||
|
Дляисследованияинтегрирующей |
|
RC-цепинеобходимы: |
|
||
• |
функциональный генератор( |
Function Generator)в режимесинусоидал |
ь- |
|||
ногосигнал |
асампл10вольтичастотойтудкГц3; |
|
|
|
||
• |
резистор (Resistor)номиналом10Ом(10 |
|
Ohm); |
|
||
• |
конденсатор( |
Capacitor)номиналом10мкФ(10 |
uF); |
|
||
•осциллограф( Oscilloscope) ;
•заземление( Ground).
Резисторконденаходятсяв сатораборе |
|
Basics линейкиэлементов, |
заземление - внаборе Source,осцигенераторллографимпульсов |
- напан е- |
|
липриборов Instruments. |
|
|
Каждыйэлеиметочкисоединениянт,которыенужносоединить |
|
|
дляполучениятребуемойсхемы.Длянаглядностиможнопереместитьэл |
|
е- |
мевнрабочейтыутриобласти |
.Приэтсомединительныепроводабудут |
е- |
|
57 |
|
ремещеныавтовместеатическиэл |
|
ементами.Принеобходимостипровода |
|
|
можнотакжепер. мещать |
|
|
|
|
Дляудобстваразлсигналовченияэкранеосциллографаможно |
|
з- |
||
меницвесоет,ьдчеголяиненийнужновыделитьодноиз |
|
них,нажатьпр |
а- |
|
вуюкнопкумышив |
|
ыбратьпункт |
Color. |
|
Когдасхемасозданаиготовакработе,дляначалаимитапроцииесса |
|
|
||
работын |
еобходимощелкнутькнопкувключепитанглавнияпа ойели |
|
|
|
инструментов.Данноедействиеприведетрабсоссхчееоянием |
у,иво |
д- |
||
номизоконстрокисостояниябудетпоказывавремярабосхемы,кться |
|
о- |
||
торнесоответствуетреальномуизависитотскопроперсстицессора |
|
о- |
||
нальногокомпьютера. |
|
|
|
|
ДляпросмотрациллнавхвыходеграммыRC |
-цепинужнов |
ы- |
||
вестиокнотерминалаос |
циллографадвойнажнакоымтиемпоненте |
|
||
Oscilloscope. |
|
|
|
|
Прерватьмоделированиеможнодвумясп .Еслисобамиработаоко |
|
н- |
||
ченаиестьрезультатымоделированияри( |
|
с. 19),томожноповторнощел |
к- |
|
нутьпереключатпита.Еслженужноивремяпрльрабеннорваотьу |
|
схе- |
||
мы,например,длядетальногорассмотренияосциллограммы,затемпр |
|
о- |
||
должитьработу,томожновоспользоватьсякнопкой |
Pause,котакжеорая |
|
||
расположенапанелиинстр |
ументов. |
|
||
58
Рис. 19.Видпанелиосциллографа Multisim
Дляанализасхемыследует: |
|
|
|
• изменятьноминалыэлементовувелич( |
и- |
|
|
ватьиуменьшатьноминалырез |
истораи |
|
|
конденсаторав10раз); |
|
|
|
• выводитьнастерминалыраиватьпр |
и- |
|
|
боровиз( менятьасштабосциллограммпо |
|
|
|
горизонталивертикали2,раз);5, 10 |
|
|
|
• изменятьсигналвходесхемы.Для |
|
|
|
этогонужно |
вывестинаэкранпанельген |
е- |
|
ратораимпульсо |
в.Еевидпредставленна |
|
|
рис. 20. |
|
|
|
|
|
Рис. 20.Панельгенератораимпульсов |
|
Передизменениемкаких |
-либопараметровследуетотключатьисточн |
и- |
|
кипитаниясхемы.Припомощигенерат |
ораимпульсформироватьможно |
|
|
тривидасигналов:синусоидальный,п |
илообипрямоугольныйазный.Для |
|
|
|
|
59 |
|
дальнсхемыализаейшенуженси,состоящийгнализнаборапрямоугол |
|
ь- |
|
ныхимпульсов.Дляпергенерводану тора |
|
жныйрежимтребуетсянажать |
|
соответствкнопкнапанелифункциональногющую |
оген ераторарис( |
. 20). |
|
Этапанельпозволяетизменятьдругиепараметры |
|
– частотуиамплит |
уду |
сигнала.Дляанализа |
RC-цепиможноставампличастьтакуюудуот |
|
|
же,какиусинусоидальногосигнала. |
|
|
|
Результатмоделированияин егрирующей |
RC – цепи представленна |
||
рис. 21. |
|
|
|
Рис. 21.Сигнал входеи выходеинтегрирующейRC – цепи
Длятогочтизменбыкакиеть |
-либопараметрыэлемсх, нтовмы |
|
|
нужнодваждыщелевойкнмышиопкойутьнанужномэлементе,приэтом |
|
||
будетвыведеноокносвэлементайств |
|
(рис. 22). |
|
Нажавкнопку |
|
Replace,можновыбратьнужнноврезисторый |
,какэто |
покнрисазано |
23. |
|
|
60