Изучение основных возможностей программы Electronics Workbench

  • Вид работы:
    Практическое задание
  • Предмет:
    Информатика, ВТ, телекоммуникации
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    586,75 Кб
  • Опубликовано:
    2013-05-11
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Изучение основных возможностей программы Electronics Workbench

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

Владимирский Государственный Университет

Кафедра УИТЭС








Моделирование и анализ цифровых устройств

Лабораторная работа №1

Изучение основных возможностей программы Electronics Workbench.


Выполнил:

студент гр. УИуб-109

Бачурин П.Н.




Владимир 2012

Цель работы: ознакомиться со средой моделирования электронных схем Electronics Workbench, провести анализ генератора Колпитца, исследовать характеристики биполярного транзистора, изучить структуры и алгоритмов работы асинхронных и синхронных триггеров.

Задание 1. Исследование генератора Колпитца.

1. Загрузить схему генератора Колпитца (открыть файл 2m-occil.ewb).

2.      Рассчитать режим по постоянному току и зафиксировать результаты.

.        Произвести многовариантный анализ генератора в режимах, указанных преподавателем.

.        Произвести расчет частотных характеристик и зафиксировать результат в виде АЧХ, ФЧХ и в табличном виде.

.        Произвести расчет переходного процесса. Результаты вывести в виде графика и зафиксировать.

.        Произвести спектральный анализ. Результаты зафиксировать.

.        Произвести статистический анализ при заданных параметрах. Результаты зафиксировать.

Задание 2. Исследование биполярного транзистора

. Исследовать зависимость тока коллектора от тока базы и напряжения база-эмиттер.

. Выполнить анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.

. Исследовать работу биполярного транзистора в режиме отсечки.

. Получить входные и выходные характеристики транзистора.

. Определить коэффициент передачи по переменному току.

. Исследовать динамическое входное сопротивление транзистора.

Задание 3. Исследование триггеров

. Изучить структуру и алгоритмы работы асинхронных и синхронных триггеров.

. Исследовать функции переходов и возбуждения основных типов триггеров.

. Изучить возможности взаимозаменяемости триггеров различных типов.генератор транзистор триггер

Ход работы

Задание 1. Исследование генератора Колпитца.

1.      Загрузить схему генератора Колпитца (открыть файл 2m-occil.ewb).

2.      Рассчитать режим по постоянному току и зафиксировать результаты.

.        Произвести многовариантный анализ генератора в режимах, указанных преподавателем.

.        Произвести расчет частотных характеристик и зафиксировать результат в виде АЧХ, ФЧХ и в табличном виде.

.        Произвести расчет переходного процесса. Результаты вывести в виде графика и зафиксировать.

.        Произвести спектральный анализ. Результаты зафиксировать.

.        Произвести статистический анализ при заданных параметрах. Результаты зафиксировать.

. Открываем файл 2m-occil.ewb, который расположен в папке Circuits каталога программы. На экране появляется схема генератора Колпитца:


. Выполняем расчет режима по постоянному току. Все данные касающиеся работы схемы можно получить, выполнив команду Analysis - DC Operating Point:


. Многовариантный анализ генератора предполагает исследование схемы с несколькими значениями параметров одного из компонентов схемы. Мы будем варьировать значения индуктивности. При L0=120мкГн период колебаний Т≈608нс, амплитуда колебаний А≈ 5,72В:


При увеличении индуктивности до 240мкГн (в два раза больше предыдущего), получаем период колебаний Т≈801нс, амплитуду колебаний А≈ 5,74В:


Меняя таким образом значения индуктивности, можно получить зависимость периода и амплитуды колебаний от L0. Сведём её в таблицу:

Таблица 1.

Индуктивность L0, мкГн

Период колебаний Т, нс

Амплитуда колебаний А, В

120

608

5,72

240

801

5,75

360

979

5,74

480

1110

5,74

600

1238

5,73

720

1354

840

1440

5,73


. Расчет частотных характеристик выполняется программой автоматически при выборе команды Analysis - AC Frequency и нажатии в появившемся окне кнопки Simulate. На экране появится окно:


. Расчет переходного процесса выполняется при выборе команды Analysis - Transparent. Аналогично выводится результат:

6. Спектральный анализ. Команда Analysis - Fourier.


. Статистический анализ при заданных параметрах.

а) анализ по постоянному току:


б) анализ по переходным процессам:


в) анализ по частотным характеристикам


Задание 2. Исследование биполярного транзистора

. Исследовать зависимость тока коллектора от тока базы и напряжения база-эмиттер.

. Выполнить анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.

. Исследовать работу биполярного транзистора в режиме отсечки.

. Получить входные и выходные характеристики транзистора.

. Определить коэффициент передачи по переменному току.

. Исследовать динамическое входное сопротивление транзистора.

. Определение коэффициента передачи транзистора по постоянному току

Открываем файл с10_001.са4, содержащий схему:


а) Включаем схему. Записываем результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер. По полученным результатам рассчитываем статический коэффициент передачи транзистора вDC.

-       напряжение источника ЭДС Еб=5,7В

-       ток базы транзистора Iв=49,19мкА

-       ток коллектора транзистора Iк=10,69мкА

-       напряжение коллектор-эмиттер Uкэ=10В

-       статический коэффициент передачи транзистора вDC=217,32

б) Изменяем номинал источника ЭДС ЕБ до 2,68 В. Включаем схему. Аналогично получаем результаты:

-       напряжение источника ЭДС Еб=2,68В

-       ток базы транзистора Iв=19,24мкА

-       ток коллектора транзистора Iк=4,089мА

-       напряжение коллектор-эмиттер Uкэ=10В

-       статический коэффициент передачи вDC=212,52

в) Изменяем номинал источника ЭДС ЕК до 5 В. Запускаем схему. Записываем результаты подобно действиям, выполненным в предыдущем пункте и устанавливаем ЕК равным 10В.

-       напряжение источника ЭДС Еб=5В

-       ток базы транзистора Iв=19,24мкА

-       ток коллектора транзистора Iк=3,917мА

-       напряжение коллектор-эмиттер Uкэ=5В

-       статический коэффициент передачи вDC=203,58

. Измерение обратного тока коллектора

Изменяем номинал источника ЭДС Ев до 0В. Включаем схему, записываем результаты измерения тока коллектора для данных значений тока базы и напряжения коллектор-эмиттер:

Обратный ток коллектора IК0=10мкА

Ток базы транзистора IБ=0

Напряжение коллектор-эмиттер UКЭ=10В

. Получение выходной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

Выходные характеристики исследуемого транзистора представлены в таблице:

Таблица 2.


0,10,5151020








1,66

9,423

831,8мкА

1,732мА

1,74мА

1,805мА

1,887мА

2,051мА

2,68

19,43

1,785мА

3,763мА

3,78мА

3,917мА

4,089мА

4,433мА

29,32

2,729мА

5,773мА

5,799мА

6,008мА

6,269мА

6,791мА

4,68

39,24

3,676мА

7,79мА

7,825мА

8,105мА

8,456мА

9,157мА

5,7

49,38

4,643мА

9,852мА

9,896мА

10,25мА

10,69мА

11,57мА


Выходные характеристика исследуемого транзистора:


Задание 3. Исследование триггеров

1. Изучить структуру и алгоритмы работы асинхронных и синхронных триггеров.

. Исследовать функции переходов и возбуждения основных типов триггеров.

. Изучить возможности взаимозаменяемости триггеров различных типов.

. Изучение структуры и алгоритма работы асинхронных и синхронных триггеров.

а) Исследование RS-триггера. Открываем файл с14_01.са4. Файл содержит схему, изображённую на рисунке:


Включаем схему и последовательно подаём сигналы S=0, R=1; S=0, R=0; S=1, R=0; S=0, R=0. Находим закономерности:

-       при S=0, R=1 триггер устанавливается в состояние Q=0;

-       при переходе к S=0, R=0 триггер сохраняет прежнее состояние выхода Q=0;

-       при S=1, R=0 триггер устанавливается в состояние Q=1;

-       при переходе к 8=0, R=0 триггер сохраняет прежнее состояние выхода Q=1.

Изменяя состояния входных сигналов, можно составить таблицу состояний:

Таблица 3.

R

S

Qt

Qt+1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

1


б) Исследование JK-триггера, построенного на основе логических элементов и RS-триггеров.

Открываем файл с14_02.са4, содержащий схему JK-триггера:


Таблица 4

J

K

Qt

Qt+1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0


в) Исследование D-триггера. Схема триггера содержится в файле с14_03.са4


При R=1, S=0 триггер устанавливается в 1 (Q=1, Q'=0) независимо от состояния остальных входов; при R=0, S=1 триггер устанавливается в 0 (Q=0, Q'=1) независимо от состояния остальных входов. По указанным данным можно составить характеристическую таблицу работы триггера:

Таблица 5

C

D

Qt

Qt+1

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1


. Исследование работы вычитающего счетчика.

Открываем схему вычитающего счетчика, которая содержится в файле с14_07.са4; её внешний вид следующий:


Если входы логического анализатора подключить к инверсным выходам триггеров, то сигналы Q1, Q2 и Q3 инвертируются. Если на логический анализатор подать инверсный сигнал с тактового генератора, то получим суммирующий счетчик. Временные диаграммы счётчика:


Также временные диаграммы можно просматривать в окне элемента Logic Analyzer, к которому подключены прямые выходы триггеров:


Вывод: в ходе работы изучены возможности программы Electronics Workbench, предназначенной для моделирования электронных схем, её инструментальный состав и назначение.

Похожие работы на - Изучение основных возможностей программы Electronics Workbench

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!