PROIECTARE ÎN ELECTRONICĂ ŞI AUTOMATIZĂRI · Simularea circuitului Generarea măştilor pentru...
Transcript of PROIECTARE ÎN ELECTRONICĂ ŞI AUTOMATIZĂRI · Simularea circuitului Generarea măştilor pentru...
-
SOFTWARE PENTRU
PROIECTARE ÎN
ELECTRONICĂ ŞI
AUTOMATIZĂRI
MULTISIM
-
MULTISIM
Multisim face parte din categoria programelor CAD (Computer Added Design)
destinat gestionării facile a etapelor de proiectare în domeniul electric.
Software-ul pentru proiectare în electronică şi automatizări MULTISIM permite:
Realizarea schemei electrice
Simularea circuitului
Generarea măştilor pentru realizarea PCB
Acest program ne oferă o gamă largă de componente care face posibilă construcţia
oricărui dispozitiv indiferent de complicitatea acestuia, analogic sau digital. În afară de asta
este posibilă urmărirea funcţionării circuitului prin simularea proceseselor de lucru. Este
posibilă testarea diferitor proiecte experimentale şi efectuarea diferitelor măsurări în orice
punct al schmelor. Simulatorul permite eliminarea diferitelor tipuri de incidente, electrocutări
şi a altor riscuri nedorite în timpul lucrărilor practice.
PREZENTARE GENERALĂ
Sistemul Multisim este destinat modelării şi analizei schemelor electrice. Programul
Multisim permite modelarea schemelor analogice, digitale şi analogo-digitale de diferită
dificultate. Acesta este un sistem de proiectare, intrare schematică, modelare analogo-digitală,
modelare VHDL/Verilog, sinteză FPGA/CPLD, prelucrare consecutivă, transmiterea
pachetelor și creearea de scheme de tipul Ultiboard.
-
CARACTERSITICI SOFTWARE MULTISIM
Sistem complet de proiectare a circuitelor digitale
Permite echipelor de a utiliza în comun şi de a refolosi informaţia centralizata privind
componentele
Editor schematic intuitiv
Combină interfaţa standard de utilizator a Windows
Proiectare completa, captură şi administrare mediu
Componentă încorporată pentru gestiunea informaţiei
Bibliotecile şi editorul de părţi, permit crearea şi editarea părţilor în bibliotecă sau
direct din pagina de schemă
Permite crearea bibliotecii principale FPGA, piese pentru aparate care deţin sute de
pini
Reutilizează datele de proiectare prin „copy“ şi „paste“ în cadrul unei scheme sau între
scheme
Inserează opţiuni pentru „drag“, „bookmarks“ „logo“, şi imagine matricială bitmap
Circuite de proiectare digitală cu editor de text VHDL
INTERFAŢA CU UTILIZATORUL
Programul Multisim are o interfaţă “prietenoasă”, cu butoane marcate sugestiv raportat
la funcţionalitatea acestora.
Oferă o varietate mare de interfeţe pentru afişarea rezultatelor sub forma unor
instrumente de măsură care reproduc fidel modelele reale aflate pe piaţă.
Interfaţa programului cu utilizatorul este tipică, ca pentru orice tip de programe de
tipul „Window”.
-
DESCRIEREA PROGRAMULUI MULTISIM
Fereastra programului este prezentată în fig.1.
Fig. 1 Fereastra principală a programului
Plasați circuitul în această
suprafață de lucru
-
MULTISIM TUTORIAL
Plasarea Componentelor
Pentru a plasa componentele faceţi clic pe Place/Components. După ce a-ţi selectat
componenta, faceţi clic pe fereastră Group pentru a selecta componentele necesare
pentru circuit. Faceţi clic pe OK pentru a plasa componentele pe schema.
Figura 1: Selectarea Rezistenței Figura 2: Selectarea tensiunii DC
De exemplu, pentru a selecta rezistenţe şi sursă de curent continuu, prezentată în
Figura 3 faceţi click pe Place/ Components. În Group selectaţi Basic la Rezistenţe şi
selectaţi valoarea rezistorului necesar pentru a construi circuitul, pentru acest
exemplu, selectaţi 1k. Pentru a plasa DC faceţi clic pe Sources din cadrul Group şi
selectaţi DC Source. Aşa cum se arată în Figura 1 şi Figura 2.
-
Figura 3
Componente virtuale
Componente pot fi de asemenea folosite in circuit folosind Virtual components.
Faceţi clic pe View - Toolbars si selectaţi bara de instrumente necesare pentru circuit.
-
Figura 4: Componente Virtuale Rotirea componentelor Pentru a roti componente click dreapta pe rezistor la flip la 90 Clockwise (Ctrl + R) şi
90 Counter Clockwise (Ctrl + Shift + R).
Figura 5 Rotirea componentelor
-
Conectarea Componentelor
Pentru a conecta rezistori faceţi clic pe Place/Wire. Componentele pot fi conectate
prin apasarea mouse-ul peste marginea unei componente si tragand la marginea altei
componente. Referinţă Figura 6.
Figura 6: Conectarea componentelor
Schimbarea Valori Componentelor
Pentru a schimba valorile componentelor dublu click pe componentă. Va apărea o
fereastră care afişează proprietăţile componentei. Referinţă Figura 7. Schimbaţi
valoarea lui R1 de la 1k Ohm la 10 Ohmi, R2 la 20 Ohmi, R3 până la 30 ohmi,şi R4 la
40 de Ohmi. De asemenea, modifica sursa DV de la 0 V la 20 V. Figura 8 prezinta
circuitul complet.
Figura 7: Schimbarea valorilor componentelor
-
Figura 8: Circuitul complet
Împământarea
Toate circuitele trebuie să fie legate la împământare înainte de simulare. Click pe
Ground în bara de instrumente. În cazul în care circuitul nu este legat la pământ,
Multisim nu va rula simularea.
Figura 9: Legarea la pământ
Simularea
Pentru a simula circuitul finalizat click pe Simulate/Run sau F5. Această
caracteristică poate fi de asemenea accesat din bara de instrumente după cum se arată
în figura 10 de mai jos.
Figura 10: Simularea
-
ANALIZA CIRCUITULUI
Multisim ofera mai multe moduri de a analiza circuitului folosind instrumente
virtuale. Unele dintre instrumentele de bază necesare pentru acest laborator sunt
descrise mai jos.
1) Multimetru Utilizaţi Multimetru pentru a măsura tensiunea AC sau DC sau curentul,
precum şi rezistenţa sau pierderea decibeli între două noduri într-un circuit.
Pentru a utiliza Multimetru faceţi clic pe butonul Multimetru în bara de
instrumente Instruments şi faceţi clic pe icoană. Faceţi dublu-clic pe icoana
pentru a deschide ecranul instrumentului, care este utilizat pentru a introduce
setări şi vizualizarea măsurătorilor.
Figura 11: Multimetru
Pentru a măsura tensiunea, plasaţi multimetru în paralel cu componenta
(rezistenţă, tensiune etc.)
Pentru a măsura curentul, plasaţi multimetru în serie cu componenta. Referinţă
Figura 12 şi 13.
Figura 12: Măsurare tensiune Figura 13: Măsurare curent
2) Wattmetru Wattmetru măsoarp puterea. Este folosit pentru a măsura magnitudinea de
-
putere activă, care este, produs de diferenţa de tensiune şi curent care curge
prin intermediul terminalelor.
Figura 14: Wattmetru
Pentru a utiliza instrumentul, faceţi clic pe butonul Wattmetru în bara de
instrumente Instruments şi faceţi clic pe icoană. Faceţi dublu-clic pe icoana
pentru a deschide ecranul instrumentului, care este utilizat pentru a introduce
setări şi vizualizarea măsurătorilor. Referinţă Figura 15 pentru mai multe
detalii. Figura 15: Conectarea Wattmetrului
-
3) Multimetru Agilent
Agilent Mulitmeter Instrumentul poate fi, de asemenea, utilizate pentru măsurarea
şi simularea circuitelor cu mai multă acurateţe. Pentru a utiliza multimetru faceţi
clic pe butonul instrument Agilent Multimetru şi faceţi dublu-clic pe icoana pentru
a deschide instrumentul. Faceţi clic pe butonul Power pentru a comuta pe
instrument.
Figura 16: Agilent Multimeter.
4) Ampermetru
Ampermetru oferă avantaje faţă de multimetru pentru măsurarea curentului într-un
circuit. Ocupă mai puţin spaţiu într-un circuit şi puteţi roti terminalele sale.
Conectaţi întotdeauna ampermetru în serie cu sarcina. Pentru a plasa
Ampermetru faceţi clic pe View--- Toolbar --- Select Measurement Components. A
se vedea figura 17 privind modul de utilizare a Ampermetrului.
-
Figura 17: Ampermetrul
5) Voltmetru
Voltmetru oferă avantaje faţă de multimetru pentru măsurarea tensiunii într-un
circuit. Conectaţi întotdeauna voltmetru în paralel cu sarcina. Voltmetru poate
fi găsit în bara de instrumente de măsurare.
Figura 18: Voltmetru
-
INTERFAŢA PROGRAMULUI
Fereastra programului este prezentată în fig.1.1. Principalele meniuri și
bare cu instrumente ale programului sunt:
1. Menus – meniul programului, este acelaşi ca pentru orice program
Windows, unde puteţi găsi orice funcţie dorită a programului.
2. System toolbar – bara de sistem, conţine butoanele necesare pentru
îndeplinirea celor mai frecvente funcţii.
3. Component toolbar – bara de componente, este bara cu butoane a
componentelor disponibile în program.
4. Instruments toolbar – bara de instrumente, este bara cu instrumentele
disponibile în program.
5. Circuit window – fereastra circuitului, este fereastra de lucru a
utilizatorului, în care se va desena circuitul electric.
Fig. 1.1 Interfaţa programului
-
1.1.2 Meniurile și barele cu instrumente ale programului „Multisim ”
A. MENIURI
Bara de meniuri a programului „Multisim ” (fig.1.1) se află în partea de sus a
ferestrei programului. Meniurile se activează prin selectarea cu ajutorul cursorului
şi apăsarea tastei stângi al mouse-lui, sau prin combinaţia tastelor Alt+litera
subliniată din denumirea meniului. Acest mod de activare a meniurilor şi
comenzilor este valabil pentru orice comandă, o literă a căreia este subliniată.
Interfaţa software-ului Multisim constă din următoarele elemente:
Meniul File conţine comenzile de operare cu fişierele, lucru cu imprimanta
şi ieşire din program.
Meniul Edit conţine comenzile de lucru cu memoria de schimb de date, ca
copierea, tăierea, inserarea şi rotirea componentelor.
Meniul View conţine comenzile pentru vizualizarea şi ascunderea
elementelor ferestrelor schemei de tipul grilă, limitele paginii şi tabloul cu
instrumente.
Meniul Place conţine comenzile de plasare a componentelor, a unor texte
suplimentare, a punctelor de conexiune şi a terminalelor de intrare/ieşire a
circuitului.
Meniul Simulate conţine comenzile de lucru cu circuitul desenat, alegerea
instrumentelor necesare, alegerea tipului de analiză a schemei şi lansarea ei,
opţiunile afişării pe ecran a parametrilor generali ai schemei.
Meniul Transfer conţine comenzile de transferare şi memorare a schemei în
alte programe cu extensia (*.NET) şi (*.PLC), comenzile de transfer a rezultatelor
în programele Excel şi MathCAD.
Meniul Tools conţine comenzile de creare, editare, copiere a componentelor,
şi de intrare în baza de date a componentelor.
Meniul Option din acest meniu poate modifica parametrii ecranului,
permite afişarea sau ascunderea descripţiilor componentelor, schimbarea
-
denumirii circuitului, punerea unelor restricţii asupra circuitului şi punerea
parolei.
În meniul Help se găsesc comenzile de deschidere a programului de ajutor.
Trebuie de menţionat că unele din comenzile meniului sunt dublate prin
butoane în partea de sus a ferestrei programului, sub bara de meniuri. Destinaţia lor
va fi lămurită în cele ce urmează.
B. Barele cu instrumente
Standard Toolbar
Creează un nou fișier
Deschide un fișier
Deschide un exemplu
Salvează
Tipărește circuitul
Vizulizare înaintea tipăririi
Taie
Copie
Lipește
Undo
Redo
-
Main Toolbar
-
Simulation Toolbar
Rulează simularea
Pauză
Oprește simularea
Pauză la următorul pas
Un pas în
Un pas peste
Un pas în afară
Rulare
Comutare
Ștergere
-
View Toolbar
Vizualizare în Full Screen
Mărire
Micșorare
Mărirea zonei selectare
Mărire până la suprafața paginii
-
Components Toolbar
-
Graphic Annotation Toolbar
Plaseză o Imagine pe suprafața de lucru
Plaseză un Poligon pe suprafața de lucru
Plaseză un Arc de Cerc pe suprafața de lucru
Plaseză o Elipsă pe suprafața de lucru
Plaseză un Dreptunghi pe suprafața de lucru
Plaseză Linii Drepte pe suprafața de lucru
Plaseză o Linie Dreaptă pe suprafața de lucru
Plaseză Text pe suprafața de lucru
Plaseză un Comentariu pe suprafața de lucru
-
Instruments Toolbar
Plasează un Multimetru pe suprafața de
lucru
Generator de funcții
Plasează un Wattmetru pe suprafața de
lucru
Plasează un Osciloscop pe suprafața de
lucru
Plasează un Osciloscop cu 4 canale pe
suprafața de lucru
Bode Plotter
Plasează un numărător de frecvență pe
suprafața de lucru
Generator de cuvinte
Plasează un analizor logic pe suprafața de
lucru
Plasează un Convertor logic pe suprafața
de lucru
Plasează un IV Analizor pe suprafața de
lucru
Plasează un analizor de distorsiune pe
suprafața de lucru
Plasează un Analizor de spectru pe
suprafața de lucru
Plasează un Analizor de rețea pe suprafața
de lucru
Plasează un Generator de funcții Agilent
pe suprafața de lucru
Plasează un Multimetru Agilent pe
suprafața de lucru
Plasează un Osciloscop Agilent pe
suprafața de lucru
Plasează un Osciloscop Tektronix pe
suprafața de lucru
Plasează un curent de probă pe suprafața
de lucru
Plasează un Instrument LabVIEW pe
suprafața de lucru
Probă de măsură: atașeză o probă la
pointerul mouse-ului ce măsoară tensiune,
curent și frecvență. Poate fi plasat înaintea
simulării (probă statică) sau în timpul
simulării (probă dinamică).
-
1.1.3 Plasarea principalelor elemente de circuit
Procesul de plasare a elementelor circuitului în programul „Multisim ” este
simplu şi rapid datorită modului de reprezentare grafică a componentelor. El se
aseamănă cu desenarea unei scheme electrice.
Se apăsă mai întâi butonul Multisim Design Bar , apoi din
grupul de butoane de selecţie a componentei (fig.1.2) se deschide un submeniu în
care pot fi găsite componentele necesare. Prin metoda tipică pentru Windows,
Drag-&-Drop (tragere şi plasare), componenta selectată se aranjează în locul
potrivit şi apoi prin apăsarea dublu clic a mouse-lui, din meniul apărut se
selectează parametrii componentei şi se indică denumirea ei, denumire care va fi
afişată pe schemă.
După ce toate componentele au fost selectate, ele se interconectează. Pentru
aceasta, cursorul se poziţionează pe borna elementului, se apasă butonul stâng al
mouse-lui, se duce cursorul la borna a doua, apoi se apasă din nou butonul stâng al
mouse-lui. Dacă este necesară conectarea a două fire ce se intersectează, în locul
intersecţiei se pune punctul de conexiune.
După ce desenarea schemei a fost terminată, circuitul se salvează. Pentru
aceasta se apasă butonul cu pictograma unei dischete sau din meniul File se alege
comanda Save. La prima salvare programul afişează fereastra interactivă Save
Circuit File, unde utilizatorul trebuie să indice denumirea fişierului salvat şi locul
unde acesta poate fi salvat.
Fig.1.2 Grupul de butoane de selecţie a unei componente
-
1.1.4 Principalele tipuri de analiză efectuate de program
În „Multisim ” există mai multe tipuri de analiză care se împart în patru
grupuri:
1. Şase tipuri de bază a analizei:
- Analiza de curent continuu;
- Analiza proceselor de tranziţie;
- Analiza de curent alternativ;
- Analiza Fourier;
- Analiza zgomotului în circuit;
- Analiza distorsiunilor.
Analiza de bază permite măsurarea răspunsului circuitului pentru a-i înţelege
comportamentul de bază.
2. Analiza variaţiilor
3. Analiza de nivel înalt
4. Două analize statistice
Aceste două analize ne asigură informaţia referitoare la asamblarea reală a
circuitului studiat. Utilizând statistica putem “asambla virtual” schema şi să
analizăm produsul rezultant.
-
1.1.5 Instrumentele puse la dispoziţie de program
Programul „Multisim ” pune la dispoziţia utilizatorului şase instrumente
virtuale de măsură. Datorită exteriorului “ca şi real” este foarte simplu de a lucra
cu ele. Instrumentele se aleg prin apăsarea butonului “Instruments”.
La apăsarea lui, apare o fereastră (fig.1.3) în care schematic sunt reprezentate
instrumentele disponibile şi anume :
1. Multimetru
2. Generator funcţional
3. Watmetru
4. Osciloscop
5. Ploter Bode
6. Generator de cuvinte
7. Analizator logic
8. Convertor logic
9. Analizator de distorsiuni
10. Analizator de spectru
11. Analizator de reţea
Pentru a utiliza un dispozitiv, este necesară poziţionarea cursorului pe figura
lui şi apăsând butonul stâng a mouse-lui îl selectăm, apoi se deplasează
instrumentul la locul necesar şi se apasă butonul stâng a mouse-lui pentru a-l
poziţiona în acel loc.
Fig.1.3 Meniul Instruments
-
1.1.6. Afişarea rezultatelor în program
La terminarea efectuării analizei, rezultatele se afişează în fereastra de
afişare a graficelor analizelor (fig.1.6). Această fereastră poate fi deschisă prin
alegerea comenzii Analysis graphs, sau prin apăsarea concomitentă a tastelor Ctrl
+ G.
Fereastra analizei are setul propriu de butoane, care permite:
- salvarea rezultatelor analizei în formatul propriu programului „Multisim”
- transferarea rezultatelor în formatul programelor „Mathcad” sau „Excel”
- citirea fişierelor cu aceste formate
- crearea de fişiere noi
- Print Preview
- Print.
Filtru RC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Fig. 1.6. Fereastra de afişare a graficelor analizelor
-
Un alt grup de butoane permite de a selecta şi a copia porţiunile graficelor
pentru a le introduce în alte programe. Astfel butoanele Cut, Copy şi Paste sunt
binecunoscute şi îndeplinesc aceleaşi funcţii ca şi în Windows.
Cu ajutorul cursorului mouse-lui putem selecta unul din grafice şi mări unele
porţiuni.
Următoarele butoane servesc prelucrării imaginii şi îndeplinesc următoarele
funcţii:
6–arată/ascunde caroiajul,
7 – arată/ascunde legenda,
8 – arată/ascunde cursoarele,
9– inversează culorile,
10 – proprietăţile graficelor,
11 – transferă rezultatele în formatul programelor „Excel”,
12– transferă rezultatele în formatul programelor „Mathcad”.
-
1.2. Lucrul cu programul MULTISIM
1.2.1. Lansarea în execuţie a programului
Lansarea programului se efectuează prin apăsarea butonului “Electronic
Workbench Multisim” din submeniul Programs a meniului butonului Start. De
asemenea, cu ajutorul comenzii Find din acelaşi meniu poate fi găsit fişierul
msm.exe, care este un fişier de lansare a programului şi prin apăsarea lui se
porneşte programul. Însă cea mai simplă metodă este crearea short cut-ului, a
etichetei programului pe fereastra principală Windows. Pentru aceasta se găseşte şi
se selectează fişierul Multisim.exe, apoi se apasă tasta dreaptă a mouse-lui şi din
meniul ce a apărut se alege submeniul Send To, iar din variantele propuse se alege
Short Cut to Desktop.
1.2.2. Deschiderea şi închiderea fişierelor
Comenzile de deschidere a fişierului şi creare a unui fişier nou se află în
meniul File, precum şi există butoane speciale care efectuează aceeaşi
funcţie.
Comanda File/New deschide o fereastră fără nume în care poate fi
creat un circuit nou. Dacă circuitul curent a fost modificat, programul întreabă dacă
aceste schimbări trebuie salvate înainte de închidere. La pornirea programului un
circuit nou fără titlu apare automat.
Comanda File/Open deschide un fişier circuit creat anterior. Ea afişează
fereastra de dialog a fişierelor standartă. Dacă este necesar se schimbă discul şi
catalogul către cel care conţine fişierul necesar. Pot fi deschise fişiere cu extensia
(*.msm),(*.ca*), (*. Cd*),( *. Cir), şi (* .ewb) .
-
1.2.3. Salvarea fişierelor
Comanda File/Save salvează circuitul curent. Se afişează fereastra
standard de salvare a fişierelor. Dacă este nevoie se poate schimba catalogul şi
discul unde va fi salvat fişierul. La denumirea fişierului salvat se adaugă automat
extensia .msm.
Comanda File/Save As salvează circuitul curent cu un nume nou. Circuitul
iniţial rămâne neschimbat.
Comanda File/Revert to Saved restabileşte circuitul în forma care acesta a
avut-o la ultima salvare.
1.2.4. Importul şi exportul fişierelor
Comanda File/Import importă fişierele text de tip SPICE (extensia .net sau
.cir) şi le convertețe în fişiere schematice.
Comanda File/Export salvează fişierul circuitului în fişiere cu unul din
următoarele formate: .net, .scr, .cmp, .cir, plc.
1.2.5. Lucrul cu imprimanta
Comanda File/Print tipăreşte tot circuitul şi instrumentele lui sau
unele părţi ale lui. Obiectele ce vor fi tipărite se selectează în ordinea în care se
doreşte ca ele să fie scoase la tipărit. Dacă spaţiul permite, vor fi tipărite mai multe
obiecte pe o pagină. For printing, zoom to permite de a specifica dimensiunile cu
care va fi tipărit circuitul. “Fit to Page” ajustează circuitul astfel ca el să încapă pe
o pagină.
Comanda File/Print Setup afişează fereastra standartă a opţiunilor de
tipărire, din care ne putem conecta la altă imprimantă conectată şi a specifica
orientarea imaginii, dimensiunile hârtiei, sursa de hârtie şi alte opţiuni. Pentru
-
circuitele care sunt mai largi este preferabilă utilizarea orientarea da tip album.
Dacă circuitul este prea mare pentru a încăpea pe o singură foaie de hârtie, el va fi
împărţit automat pe un număr necesar de coli.
1.2.6. Închiderea programului
Comanda File/Exit închide fişierele curente şi închide programul „Multisim
MULTISIM”. Dacă există schimbări nesalvate, programul cere salvarea acestora.
La închiderea programului duce apăsarea butonului cu crucea diagonală situat în
colţul dreapta-sus sau prin combinaţia de taste Alt+F4.
-
1.3.Componenetele disponibile în MULTISIM
1.3.1 Surse de curent şi tensiune
În cele ce urmează vor fi descrise sursele de curent şi tensiune disponibile în
programul „Multisim ” (fig.3.1.).
Masa este punctul de referinţă pentru nivelele de tensiune oriunde este
utilizat curentul electric. Componenta ce indică masa asigură această referinţă.
Orice circuit ce foloseşte un amplificator operaţional, transformator, sursă dirijată
sau osciloscop trebuie să fie conectat la masă. De asemenea, circuitele ce conţin
atât elemente analogice cât şi numerice trebuie conectate obligatoriu la masă.
Fig. 3.1. Sursele disponibile în ”Multisim ”
-
1. Bateria este o sursă de tensiune de curent continuu. Ea poate avea orice
valoare de la V la kV.
2. Sursa de curent continuu poate fi ajustată în limitele A - kA.
3. Sursa de tensiune de curent alternativ poate fi ajustată de la V la kV.
De asemenea pot fi ajustate frecvenţa şi faza.
4. Sursa de curent alternativ poate fi ajustată de la A la kA. De
asemenea pot fi ajustate frecvenţa şi faza.
5. Sursa de tensiune dirijată de tensiune. Valoarea tensiunii de ieşire a
sursei de tensiune dirijată de tensiune depinde de tensiunea aplicată la intrare. Cele
din urmă sunt legate prin parametrul numit coeficientul de amplificare a tensiunii,
care este raportul tensiunii de ieşire la tensiunea de intrare. Coeficientul de
amplificare în tensiune poate avea orice valoare de la V/V până la kV/V.
1.3.2 Componentele de bază
1. Conectorul. Conectorul se foloseşte pentru a conecta firele circuitului.
Un conector are patru terminale, unul de fiecare parte. El poate conecta maxim
patru fire. Conectoarele se creează automat atunci când un fir se prelungeşte până
la intersecţia cu alt fir.
-
2. Rezistenţă. Valoarea rezistenţei poate fi cuprinsă între 1 şi M.
3. Condensator. Capacitatea condensatorului poate fi cuprinsă între pF şi F.
4. Inductanţa. Valoarea inductanţei poate fi cuprinsă între H şi H.
5. Transformatorul. Principalul parametru ai unui transformator este
raportul w1/w2=n. O condiţie importantă este că ambele părţi trebuie să aibă un
punct comun, care poate fi masa.
6. Releu. Posedă aşa parametri ca inductanţă şi curentul de activare.
7. Comutator. Comutatorul cu un singur pol se închide sau deschide prin
apăsarea unei taste de pe tastatură. Tasta se specifică în Tabelul de valoare a
ferestrei dialog Circuit/Component Properties.
8. Comutator cu întârziere.
9. Comutator dirijat de tensiune.
10. Comutator dirijat de curent.
11. Rezistenţă de balanţă.
12. Potenţiometru. În tabelul de valoare a ferestrei dialog
Circuit/Component Properties se instalează rezistenţa potenţiometrului, valoarea
iniţială (în %) şi creşterea (în %). De asemenea, se indică tasta prin apăsarea căreia
va fi controlată valoarea potenţiometrului. Pentru a micşora valoarea
potenţiometrului se apasă tasta indicată, iar pentru a o mări se foloseşte aceeaşi
tastă concomitent cu apăsarea tastei Shift.
13. Matrice de rezistenţe. Conţine opt rezistenţe identice. Valoarea
rezistenţelor se ajustează, apăsând dublu pe imaginea matricii şi selectând meniul
Value tab.
14. Comutator analogic dirijat de tensiune. Are aceeaşi funcţie ca şi
comutatorul mecanic. Cînd tensiunea de dirijare este sub valoarea selectată,
comutatorul este deconectat. Când tensiunea trece peste valoarea aleasă
comutatorul se deschide şi semnalele de intrare şi ieşire sunt conectate.
15. Condensator polarizat. Trebuie conectat cu polaritatea corectă, în caz
contrar va fi afişat un mesaj de eroare.
-
16. Condensatorul variabil. Valorile lui se instalează în acelaşi fel ca şi a
potenţiometrului.
17. Inductanţă variabilă. Valorile se instalează la fel ca şi la potenţiometru.
18. Bobină.
19. Bobină de şoc.
20. Transformator neliniar.
1.3.3 Indicatoare
Indicatoarele îndeplinesc aceleaşi funcţii ca şi multimetrul, cu diferenţa că
putem utiliza nu numai un singur indicator, ci atâtea de câte avem nevoie. Ele se
amplasează în locurile necesare şi în timpul analizei ne arată starea circuitului.
În MULTISIM sunt disponibileurmătoarele indicatoare (fig.3.3):
1. Voltmetru. Serveşte pentru măsurarea tensiunii de curent continuu sau
alternativ între două puncte a circuitului. La conectarea indicatorului în circuit
trebuie de avut în vedere că partea cu linia mai groasă este borna negativă. Pentru a
specifica care din voltmetre să măsoare tensiunea de curent continuu, şi care
tensiunea de curent alternativ se apasă dublu pe imaginea voltmetrului şi se alege
modul dorit. Când se măsoară tensiunea alternativă, voltmetrul indică media
pătratică. Rezistenţa internă a voltmetrului este de 1 M, însă ea poate fi
schimbată.
2. Ampermetru. Se conectează în serie cu circuitul în care dorim să
măsurăm curentul. Partea cu latura îngroşată este borna negativă. Pot fi folosite
mai multe ampermetre odată. Pentru a specifica ce fel de curent va fi măsurat se
Fig.3.3. Indicatoare
-
apasă de două ori butonul stâng a mouse-lui asupra figurii ampermetrului şi se
alege modul dorit. Când ampermetrul este setat pentru măsurarea curentului
alternativ, el indică valoarea medie pătratică. Rezistenţa internă a ampermetrului
este de 1 m.
3. Lampă. Este o componentă rezistivă care disipează energie în formă de
lumină. Pentru lampă se specifică puterea de la mW până la kW, şi voltajul ei
maxim de la mV la kV. Lampa se stinge dacă tensiunea ce cade pe ea depăşeşte
Umax sau dacă puterea este mai mare decât Pmax. Pentru circuite de curent alternativ
Umax este valoarea de vârf şi nu cea medie pătratică.
4. Indicatorul cu şapte segmente. Serveşte pentru lucrul cu circuite
numerice. Şapte terminale dirijează cu segmentele de la a la g. Când tensiunea
terminalului este înaltă (1), segmentul corespunzător se aprinde.
5. Indicatorul cu şapte segmente cu decodor. Acest indicator este mai
simplu de utilizat decât pe cel precedent deoarece el cere numai patru intrări.
Fiecare cifră hexazecimală (de la 0 la 9 şi de la A la F) este afişată de fiecare dată
atunci când se recepţionează ei binar de 4 biţi.
6. LED. Diodă luminiscentă se aprinde atunci când “1” sau tensiunea înaltă
se aplică la terminalul de intrare. Ea nu cere rezistenţe externe sau unire la masă,
deşi circuitele practice trebuie să le posede. LED-ul se ataşează la orice punct al
circuitului digital pentru a indica nivelul “1” sau “0”. Este utilă folosirea LED-ul
pentru a arăta cum funcţionează numărătoarele, bistabilele şi alte circuite similare.
7. Soneria. Soneria se foloseşte de boxa calculatorului pentru a simula
soneria piezoelectrică. Ea impune boxelor calculatorului să sune atunci când
tensiunea prin ea trece peste limita indicată.
8. Indicatorul bară de LED-uri. Reprezintă o matrice de diode
luminiscente aranjate latură la latură. Această componentă poate fi folosită pentru a
indica vizual creşterea sau scăderea tensiunii. Tensiunea ce va fi măsurată trebuie
decodată în nivele utilizând comparatoare pentru dirijarea fiecărui LED.
Terminalele din stânga sunt anozii, iar cele din dreapta catozii.
-
9. Indicatorul bară de LED-uri cu decodor. Are aceeaşi funcţie ca şi
decodorul precedent. Deosebirea este că acest indicator are circuitul de decodare
propriu. Astfel, el necesită la intrare numai tensiunea ce trebuie măsurată.
-
1.4. INSTRUMENTELE DE MĂSURĂ DISPONIBILE ÎN
MULTISIM
1.4.1 MULTIMETRU
Multimetrul (fig.4.1.) se utilizează pentru a măsura curentul sau tensiunea
alternative şi continue, rezistenţa sau decibelii pierduţi între două puncte a
circuitului. Multimetrul se ajustează automat, deci limitele de măsură nu trebuie
specificate. Rezistenţa lui internă şi curentul sunt aproape de valoarea ideală, care
poate fi schimbată prin apăsarea tastei Settings.
Opţiunile multimetrului ca ampermetru. Multimetrul trebuie introdus în
serie, exact la fel ca şi ampermetrul obişnuit. Pentru a măsura curentul în alt loc al
circuitului, multimetrul trebuie reconectat în serie şi circuitul trebuie activat din
nou. Conectat ca ampermetru, multimetrul are o rezistenţă internă foarte mică. Ea
poate fi schimbată utilizând butonul Ajustare.
Opţiunile multimetrului ca voltmetru. Se selectează V şi multimetrul se
conectează în paralel cu circuitul pe care se va măsura tensiunea. După ce circuitul
a fost activat, sondele pot fi mişcate pentru a determina tensiunea în alte puncte ale
circuitului.
Când multimetrul este utilizat ca voltmetru, el are o rezistenţă internă foarte
mare, de 1 G. Ea poate fi schimbată utilizând butonul Ajustare.
Fig.4.1. Multimetru
-
Opţiunile multimetrului ca Ohmmetru. Această opţiune măsoară
rezistenţa între două puncte. Cele două puncte şi totul ce este între ele se numesc
reţea de componente.
Pentru a obţine rezultate corecte trebuie de luat în consideraţie următoarele:
- nu există surse în reţeaua de componente
- componenta sau reţeaua de componente sunt legate la masă
- multimetrul este comutat la curent continuu
- nu mai este nimic legat în paralel cu componenta sau reţeaua de
componente
Ohmmetrul generează curent de 1 nA, care poate fi schimbat utilizând
butonul Ajustare. Dacă ohmmetrul a fost conectat la alte puncte, circuitul trebuie
reactivat.
Multimetrul conectat ca măsurător de atenuare. Multimetrul este acordat
la 1 V , dar poate fi schimbat utilizând butonul Ajustare.
Modurile de semnal în multimetru. Butonul cu unda sinusoidală măsoară
media pătratică a tensiunii sau curentului în semnalul alternativ. Orice componentă
continue a semnalului este eliminată, deci se măsoară numai componenta
alternativă. Butonul cu linia dreaptă măsoară tensiunea şi curentul semnalului
continuu.
Reglajul intern al multimetrului. Dispozitivul ideal de măsurare nu
influenţează asupra circuitului ce va fi măsurat. Multimetrul din MULTISIM, ca un
multimetru real, este aproape ideal. El utilizează numere foarte mari şi foarte mici
pentru a calcula valorile aproape ideale ale circuitului. Pentru cazuri speciale,
comportamentul dispozitivului de măsurare poate fi schimbat prin variaţia
parametrului ce modelează acţiunea lui.(Valorile trebuie să fie mai mari decât 0.)
Pentru a afişa reglările interne se apasă butonul Ajustare.
-
1.4.2 GENERATORUL DE FUNCȚII
Generatorul de funcții(fig.4.2.) este o sursă de tensiune care poate asigura
oscilaţii sinusoidale, triunghiulare şi dreptunghiulare. El asigură o cale comodă şi
realistă pentru a asigura alimentarea în circuit. Forma oscilaţiei poate fi schimbată
iar frecvenţa, amplitudineaa, coeficientul de umplere şi tensiunea offset a ei pot fi
dirijate.
Diapazonul de frecvenţe al generatorului de funcții este destul de mare
pentru a asigura atât frecvenţe audio cât şi radio.
Generatorul de funcții are trei borne prin care oscilaţiile pot fi aplicate
circuitului. Borna comună asigură nivelul de referinţă pentru semnal.
Pentru a face ca semnalul de referinţă să coincidă cu masa, terminalul comun
se conectează la masă.
Terminalul pozitiv (+) asigură oscilaţii în direcţia pozitivă faţă de terminalul
neutral comun. Terminalul negativ (-) asigură oscilaţii în direcţia negativă.
Pentru a selecta forma oscilaţiilor, se apasă butonul unde sinusoidale,
triunghiulare sau dreptunghiulare.
Pentru a modifica oscilaţiile triunghiulare sau dreptunghiulare, se schimbă
coeficientul de umplere după cum este descris mai jos:
- Frecvenţa(1 Hz – 999MHz). Această opţiune determină numărul ciclurilor pe
secundă.
Fig.4.2. Generator de funcții
-
- Coeficientul de umplere(1% - 99%). Această opţiune nu influenţează
oscilaţiile sinusoidale.
- Amplituda (1V – 999kV). Această opţiune controlează tensiunea semnalului,
măsurată de la nivelul curentului continuu, până la valoarea de vârf.
- Tensiunea offset (-999 kV şi 999 kV). Această opţiune controlează nivelul
tensiunii continue de asupra căreia variază semnalul alternativ. Tensiunea offset cu
nivelul 0 poziţionează oscilaţia de-a lungul axei x al osciloscopului. Valoarea
pozitivă ridică nivelul continuu, iar valoarea negativă îl coboară.
-
1.4.3 OSCILOSCOP
Osciloscopul cu două canale (fig.4.3.) afişează mărimea şi frecvenţa
variaţiilor semnalelor electrice. El poate asigura graficele puterii a unui sau două
semnale în timp, sau permite de a compara o oscilaţie cu alta. Odată ce circuitul a
fost activat şi comportamentul lui simulat, sondele pot fi deplasate la un alt punct
de testare, fără de a reactiva circuitul. Deplasarea sondelor automat redesenează
oscilaţiile pentru punctele noi de testare. Osciloscopul poate fi reglat în timpul
simulării şi afişarea va fi redesenată automat.
Dacă osciloscopul este reglat pentru a obţine mai multe detalii, oscilaţia
poate arăta ruptă sau clipitoare. În aşa caz se activează din nou circuitul. Precizia
oscilaţiilor poate fi ridicată prin creşterea timpului simulării (se alege tabelul
Instrumente din fereastra de dialog Analysis/Analysis Options).
Scara de timp (0,10 ns/div – 1 s/div) controlează scară orizontală a
osciloscopului sau axa x când se compară mărimea semnalului contra timp (Y/T).
Pentru a obţine imaginea corectă, scara de timp se ajustează invers proporţional cu
frecvenţa generatorului funcţional sau a sursei de curent alternativ.
Fig.4.3.
Osciloscop
-
Poziţia X (-5.00 – 5.00). Acest reglaj controlează punctul de start a
semnalului pe axa x. Când poziţia X este 0, semnalul începe în colţul stâng a
ecranului. Valorile pozitive împing punctul de început spre dreapta, iar valorile
pozitive spre stânga.
Axele (Y/T, A/B, B/A). Axele ecranului osciloscopului pot fi comutate de la
indicarea mărimii semnalului contra timp (Y/T) la indicarea unui canal de intrare
contra altuia (A/B sau B/A).
Unirea la masă. Osciloscopul nu trebuie conectat la masă atâta timp, cât
circuitul este conectat la masă.
Reglările pentru canalele A şi B (0,01 mV/div – 5 kV/div). Acest reglaj
determină scara axei y. El de asemenea reglează scara când A/B sau B/A sunt
selectate. Pentru a obţine o imagine bună, scara se ajustează în funcţie de tensiunea
aşteptată.
Poziţia Y (-3.00 – 3.00). Acest reglaj controlează punctul de origine pentru
axa y. Când poziţia Y este reglată la 0.00 punctul de origine intersectează axa x.
Mărirea poziţiei Y deplasează punctul de origine în sus şi invers. Diferenţa între
poziţiile Y între canalele A şi B pot ajuta compararea oscilaţiilor.
Conexiunea de intrare (AC, 0, DC). Cu conexiunea AC () curent
alternativ, va fi afişată numai componenta alternativă a semnalului. Conexiunea
AC are efectul amplasării condensatorului în serie cu sondele osciloscopului. Ca şi
în osciloscopul real utilizarea conexiunii AC face ca primul ciclu afişat să fie
neacurat. Odată ce semnalul continuu a fost calculat şi eliminat oscilaţiile vor fi
acurate.
Cu conexiunea DC (curent continuu) este afişată suma componentelor
alternative şi continui. La selectarea 0 se afişează linia plată de referinţă în punctul
reglat de poziţia Y.
Declanşarea osciloscopului. Determină condiţiile în care oscilaţia este
afişată prima dată.
-
Pentru a începe afişarea oscilaţiei cu înclinaţie pozitivă sau cu creştere, se
selectează butonul cu săgeata în jos.
Pentru a începe cu înclinaţia negativă sau cu descreştere, se selectează
butonul cu săgeata în sus.
Nivelul declanşării (-3.00 – 3.00). Este punctul axei y care trebuie să fie
intersectat de oscilaţie înainte ca ea să fie afişată. Nivelul poate avea orice valoare
între 3.00 (partea de sus a ecranului) şi –3.00 (partea de jos a ecranului.)
Semnalul de declanşare. Declanşarea poate fi internă, cu referinţă la
semnalul de intrare pentru canalele A şi B, sau extern, cu referinţă la semnalul prin
terminalul extern de declanşare situat sub terminalul masei pe figura
osciloscopului. Dacă se aşteaptă un semnal plat, sau semnalul trebuie afişat cât de
devreme posibil, se selectează butonul Auto.
Pentru a tipări ecranul osciloscopului extins, se alege comanda File/Print şi
se alege XY Plot. Osciloscopul extins trebuie afişat pentru ca această opţie să fie
afişată.
1.4.4 Ploterul Bode
Ploterul Bode (fig.4.4.)produce graficul răspunsului în frecvenţă al circuitului
şi este folositor pentru a analiza circuitele filtre. Ploterul Bode este utilizat pentru a
măsura coeficientul de amplificare în tensiune a semnalului şi distorsiunile de fază.
Când ploterul Bode este conectat la circuit, se efectuează analiza spectrală.
Ploterul Bode generează o gamă de frecvenţe într-o bandă specificată ( de la
Fig. 4.4. Ploterul Bode
-
1 mHz până la 10 GHz). Frecvenţa oricărei surse de curent alternativ în circuit nu
afectează ploterul Bode. Însă o sursă alternativă trebuie să fie neapărat inclusă în
circuit. Valorile iniţiale şi finale a scărilor verticale şi orizontale sunt reglate la
valorile lor maxime. Aceste valori pot fi schimbate pentru a vedea graficul la altă
scară. Dacă după terminarea simulării a fost schimbată scara sau baza, poate fi
necesar de activa circuitul din nou, pentru a obţine detalii noi pe grafic.
Pentru a conecta ploterul sunt necesari următorii paşi:
1. Se conectează terminalele pozitive IN şi OUT la conectoarele V+ şi V-.
2. Se conectează terminalele negative IN şi OUT la masă.
Reglajele bazei. Baza logaritmică se utilizează atunci când valorile ce
trebuie comparate au un diapazon larg. Reglajele bazei pot fi schimbate de la
logaritmice (LOG) la liniare (LIN) fără necesitatea de a reactiva circuitul.
Scara axei orizontale (1 mHz – 10 GHz). Axa orizontală sau axa x
întotdeauna indică frecvenţa. Scara se determină de reglajele iniţiale (I) şi finale
(F) pentru axa orizontală. Pentru un diapazon larg de frecvenţe se utilizează axa
logaritmică.
Scara axei verticale. Unităţile şi scara pentru axele verticale depinde de ce
este măsurat. Pentru coeficientul de amplificare la scară logaritmică valoarea
minimă este de –200 dB, iar pentru valoarea maximă 200 dB.
-
1.5 MODALITĂŢILE DE ANALIZĂ ŞI EFECTUAREA LOR
1.5.1 Analiza de curent continuu
Analiza de curent continuu determină tensiunile în punctele de lucru al
circuitului. Pentru analizele de curent continuu sursele alternative se unesc la masă
şi se presupune instalarea regimului stabilizat, ceea ce înseamnă că
condensatoarele se reprezintă prin rupturi ale circuitului, iar inductanţele se
şuntează. Rezultatele analizei de curent continuu sunt de obicei nişte rezultate
intermediare pentru analizele următoare. De exemplu, punctul de lucru de curent
continuu obţinut din analiza de curent continuu determină modelele de semnal mic,
aproximativ liniarizate pentru orice componentă neliniară ca diodele şi
tranzistoarele pentru analiza în frecvenţă. Punctul de lucru în curent continuu este
condiţia iniţială pentru analiza tranzitorie.
Pentru a instala analizele se alege comanda Analysis/DC Operating Point.
Obţinerea rezultatelor. Rezultatele sunt afişate în diagrama ce apare atunci
când analizele se termină. Diagrama afişează tensiunile nodurilor şi curentul în
ramuri.
1.5.2 Analiza proceselor de tranziţie
În analiza proceselor de tranziţie, numită de asemenea analiza tranzitorie a
domeniilor de timp, „Multisim ” procesează răspunsul circuitului ca funcţie de
timp. Fiecare ciclu introdus este divizat în intervale, şi analiza de curent continuu
este efectuată pentru fiecare moment de timp în ciclu. Soluţia pentru oscilaţia de
tensiune în nod este determinată de valoarea acestei tensiuni în fiecare punct a
ciclului complet.
În analiza tranzitorie sursele de curent continuu au valori constante; sursele
alternative au valori dependente de timp. Condensatoarele şi inductanţele sunt
reprezentate de modelele tranzitorii.
-
Dacă se alege Calculate DC operating point în fereastra de dialog, atunci
programul calculează de la început punctul de lucru în curent continuu. Apoi
rezultatul analizei de curent continuu se utilizează ca condiţie iniţială pentru
analiza tranzitorie. Dacă se alege Set to zero, analiza tranzitorie se începe de la
condiţiile iniţiale egale cu zero. Dacă se alege User-defined initial condition
(condiţiile iniţiale se definesc de utilizator), analiza începe de la condiţiile
introduse în fereastra de dialog a analizei.
Nodurile ce se află în interiorul subcircuitelor nu pot fi alese pentru analiză.
Pentru a petrece analiza se efectuează următoarele:
1. Se studiază circuitul şi se decide care noduri vor fi analizate
2. Se alege Analysis/Transient.
3. Se introduc sau se schimbă datele în fereastra de dialog.
4. Se apasă Simulate (sau tasta Esc pentru a opri analiza).
Rezultatul analizei tranzitorii este un grafic a tensiunilor în noduri în
dependenţă de timp. Acest grafic apare atunci când analiza este terminată.
Dacă la circuit este conectat osciloscopul apăsarea butonului de alimentare
duce la efectuarea aceleiaşi analize.
1.5.3 Analiza de curent alternativ
La analiza de curent alternativ, de la început se calculează punctul de lucru
în curent continuu pentru a obţine modelele liniare de semnal mic pentru toate
componentele neliniare şi punctele de polarizare. Apoi se creează matricea
complexă (aceea care conţine atât partea reală cât şi imaginară). Pentru a construi
matricea, sursele de curent continuu obţin valoarea zero. Sursele de curent
alternativ, condensatoarele, şi inductanţele sunt reprezentate prin modelele lor de
curent alternativ. Componentele neliniare sunt reprezentate de modelele de curent
alternativ liniare de semnal mic, derivate de la soluţia de curent continuu. Toate
sursele de intrare se consideră sinusoidale. Frecvenţa surselor este ignorată. Dacă
generatorul funcţional este comutat la oscilaţii dreptunghiulare sau triunghiulare, el
-
va fi comutat automat la oscilaţii sinusoidale pentru a efectua analiza. Analiza de
curent alternativ analizează şi apoi calculează răspunsul circuitului în curent
alternativ ca funcţie de frecvenţă.
Nodurile incluse în subcircuite nu pot fi selectate pentru analiză.
Pentru a efectua analiza:
Se studiază circuitul şi se decide care noduri vor fi analizate. Pot fi
specificate mărimea şi faza sursei de analiză de curent alternativ prin
dubla apăsare a sursei şi alegerii tabelei Analysis Setup.
Se alege Analysis/AC Frequency.
Se introduc sau se schimbă valorile în fereastra de dialog.
Se apasă Simulate (se apasă Esc pentru a opri analiza).
Afişarea rezultatelor se face cu două grafice: coeficientul de amplificare în
funcţie de frecvenţă şi faza în funcţie de frecvenţă. Aceste grafice apar atunci când
analiza este terminată.
Dacă la circuit este afişat ploterul Bode, se petrece aceeaşi analiză.
1.5.4 Analiza spectrală (Fourier)
La alegerea acestei comenzi este necesar de a stabili parametrii de modelare
cu ajutorul ferestrei de dialog (fig. 5.1), unde opţiunile au următoarele destinaţii:
Output node – numărul de control a punctului în care se analizează spectrul
semnalului.
Fundamental frequency – frecvenţa da bază a oscilaţiilor (frecvenţa primei
armpnici).
Number harmonic – numărul de armonici,care aparţin analizei analizei
efectuate.
Verticale scale – scara pe axa Y (liniare, logaritmice, unitatea de măsură
dB).
-
Advanced – numărul de opţiuni a blocului destinat pentru determinarea unei
structuri mai precise a semnalului analizat.
Sampling frequency – frecvenţa alagerilor.
Sisplay phase – rezultatul repartizării pe ecran a fazelor armonicilor, care
sunt de forma unei funcţii neîntrerupte.
Output as line graph – rezultatul repartizării pe ecran a a amplitudinilor
tuturor componenetelor armonice de forma funcţiei neîntrerupte.
Dacă în fereastra din fig. 5.1 indicăm ultimile două opţiuni avem rezultatul
analizei ca în fig. 5.2.
În fereastra de dialog sunt prezentate opţiunile rezultante a modelării
generatorului de unde se observă, că rezultatul analizei Fourier este spectrul liniar
a semnalului analizat. În partea de jos a fig. 5.2 se indică coeficientul distorsiunilor
nrliniare în procente.
Fig. 5.1 Fereastra de instalare a regimului Fourier
-
Dacă în fereastra din fig. 5.1 instalăm ultimile două opţiuni, atunci
rezultatele analizei au forma din fig. 5.2,b (curba de sus – repartizarea amplitudinei
în scara logaritmică, curba de jos – repartizarea fazelor componentelor armonice).
Fig. 5.2 Rezultatele analizei Fourier a semnalui de ieşire
a)
a)
-
1.5.5 Analiza parametrilor
Parameter Sweep – variaţia parametrilor. Datele iniţiale pentru îndeplinirea
comenzilor cu ajutorul ferestei de dialog sunt prezentate în fig. 5.3.
În această fereastră de dialog sun indicaţi următorii parametri:
Component – notarea poziţiei elementelor schemei. Este unul din parametrii
care poate varia în procesul modelării.
Parameter – reprezintă denumirea elementului ales din listă.
Start Value, End Value – parametrii aplicaţi în diapazonul mărimii care
variază.
Sweep type – tipul scării pe care variază valorile date.
Increment step size – pasul de shimbare a măsurii variabile.
Otput node – punctul de control de ieşire a schemei.
În fig. 5.4 este indicată fereastra de instalare a parametrilo schemei.
Fig. 1.5.3
Fig. 5.3
-
În partea de jos a ferestrei sunt indicate regimurile da modelare. În partea
dreaptă de jos se ală butoanele pentru instalarea parametrilor acestor regimuri.
1.5.6 Analiza de zgomot
Noise – analiza spectrului zgomotului de intrare. După alegerea acestei
comenzi sa deschide feeastra de dialog.
Input noise reference sourse – locul de conectare a sursei semnalului de
intrare (se alege din lista tuturor surselor semnalelor, incluzând sursa de
alimentare).
Output node – punctul schemei , unde se analizează semnalul de ieşire.
Reference node – punctul schemei referitor la care se face măsurarea
semnalului de ieşire.
Fstart, Fstop – fecvenţa de început şi a diapazonului analizat.
Sweep type – scara pe axa da frecvenţă (Decade, Linear, Octave).
Number points – numărul punctelor analizate.
Vertical scale – scara pe axa Y (Linear, Log., Decibel).
Set points per summary – alegerea componentelor schemei, spectrul de
zgomot a cărora se reflectă separat.
Fig. 5.4 Fereastra de instalare a parametrilor de modelare
-
Rezultatele de calcul pentru generator sunt prezentate în fig. 5.6, unde este
prezentată repartizarea spectrală a tensiunii zgomotului la intrare (curba de sus) şi
la ieşire (curba de jos punctul 3). Denumirea fiecăei componentă este indicată în
partea de jos a ferestrei.
Fig. 5.5 Fereastra da instalare a regimului spectrului de zgomot
Fig. 5.6 Repartizarea spectrală a tensiunii zgomotului de
intrare şi ieşire
-
2. DISPOZITIVE DIGITALE ÎN MULTISIM
2.1 Precizarea posibilităţilor de aplicare a software-ului la studiul
dispozitivelor digitale
Efectuarea lucrărilor de laborator în domeniul electronicii digitale a fost
considerabil uşurată odată cu apariţia unui program care a lărgit mult posibilităţile
de simulare ale acestora. Multisim-ul, cu bibliotecile sale care includ majoritatea
componenetelor de bază din domeniu, este cea mai bună soluţie pentru descrierea
dispozitivelor digitale complicate.
În bara componentelor de bază intră o serie de grupuri de componente
numerice care ne permit construcţia practic a oricărui dispozitiv digital.
1. Grupul Analog – conţine o serie de
componente, aşa ca amplificatoare
operaţionale, preamplificatoare,
comparatoare, comparatoare virtuale
ş.a.
Fig.2.1 Grupul Analog
2. Grupul TTL – conţine cele mai simple elemente logice de bază a logicii
TTL. Acestea alcătuiesc elementele
ŞI, ŞI-NU, SAU, SAU-NU, SAU cu
excludere şi SAU-NU cu excludere în
majoritatea cazurilor elemente ale
Fig. 2.2 Grupul TTL seriilor 155.
-
U1A
7400N
1
2
3
U2A
7402N
2
3
1
Alegerea componenetului dorit se face activînd fereastra cu componente
(fig.2.5) ce apare în urma selectării unuia din cele două tipuri de elemente. Acestea
pot fi reprezentate în două standartizări.
Fig.2.3 Standartul ANSI
U1 A
1
2
3
7 4 0 0 N
&
U2 A
7 4 0 2 N
12
3 >=1
Fig.2.4 Standartul DIN
Fig.2.5 Fereastra cu componente (TTL)
-
3. Grupul CMOS – conţine o serie de elemente a logicii CMOS.
Accesul la elemente se poate face activînd
unul din cele şase butoane ale grupului
selectînd din fereastra apărută elementul
dorit.
Fig.2.6 Grupul CMOS
Fig.2.7 Fereastra cu componente (CMOS)
4. Grupul Misc Digital – conţine elemente adăugătoare care permit de a face
legătura cu alte medii din afara Multisimului.
Fig.2.8 Grupul Misc Digital
-
Activînd ferestrele acestui grup avem acces la aceleaşi elemente de la cel
mai simplu pînă la mai complicate, dar cu posibilităţi mai largi active nu doar în
cadrul programului.
Sînt folosite pentru proiecte de simulare mai ample care includ în sine mai
multe programe de tipul Multisimului.
Fig.2.9 Fereastra cu componente (Misc Digital)
5. Grupul Mixed – conţine componente digitale combinate aşa ca DAC,
CDA şi timere. Pentru alegerea unui
component putem activa direct unul
din cele 6 butoane din grup sau
activînd fereastra cu componente
referitoare la tipul dorit (fig.2.11).
Fig.2.10 Grupul Mixed
-
Fig.2.11 Fereastra cu componente (Mixed)
În afară de componentele din grupe în dreapta ferestrei de bază a
programului avem o listă de dispozitive care ne ajută mult în simulaţia schemelor
analogice.
1. Word Generator – generator de cuvinte care ne permite de a genera coduri
de pînă la 32 biţi. Fiecare combinaţie este
introdusă cu ajutorul tastaturii. Numărul
celulei redactate se fixează în fereastra EDIT
a blocului ADRESS. În total aşa celule,
respectiv combinaţii sunt 2048. În procesul
de lucru al generatorului în blocul ADRESS
sînt indicate numărul celulei curente,
numărul celulei de iniţializare, adică
Fig.2.12 Word Generator
-
începutul lucrului (INITIAL) cît şi a ultimei celule (FINAL). Cuvintele generate,
adică combinaţiile de cod sînt identificate în cod alfabetic şi binar. Pornirea
generatorului poate fi efectuată din exterior apăsînd butonul EXTERNAL, care
răspunde de pregătirea datelor (DATA READY). Semnalul de la această ieşire
însoţeşte fiecare combinaţie dată şi se foloseşte în acel caz cînd dispozitivul studiat
deţine proprietăţi de confirmare. În acest caz după primirea combinaţiei următoare
şi semnalului ghid DATA READY dispozitivul studiat trebuie să ne dea un
semnal confirmator de primire a datelor care vine la intrarea de sincronizare a
generatorului şi porneşte din nou generatorul.
Fig. 2.13 Fereastra de dirijare
Printre alte organe de dirijare mai face parte şi butonul BREAKPOINT-
încetarea lucrului generatorului la celula indicată din timp cu mausul, apăsînd
butonul BREAKPOINT.
2. Logic Analizer – analizorul logic ne permite de a obţine diagrama
semnalelor în timp de pînă la 16 ieşiri. Analizatorul este dotat cu două linii gradate
care permit să primim calcule precise a intervalelor de timp T1, T2 şi T2-T1 şi linii
mobile orizontale care permit analiza proceselor pe intervale mari de timp.
-
În blocul Clock avem 2 cleme pentru conectarea surselor de semnale de start.
Fereastra pentru obţinerea diagramelor în timp este prezentată în figura 2.15
Fig.2.14 Analizor
logic
Fig.2.15 Diagrama în timp
Mai avem şi două panele de reglare a diferitor parametri de expunere a
semnalelor Clock Setup şi Trigger Setings.
Fig.2.16 Submeniuri ale analizorului logic
-
intrări T
(T.T) K
C
D
S
Q
Q
y1
y2
ieşiri
2.2 BISTABILE - PREZENTARE GENERALĂ
Circuite bistabile - reprezintă cele mai simple dispozitive digitale secvenţiale
pentru memorizarea unui semnal binar, adică instalarea bistabilului în una din
stările zero sau unu. În general bistabilele se folosesc în calitate de elemente de
memorie, dar se mai pot folosi şi ca bază pentru dispozitive secvenţiale mai
complicate (registre, automate), cît şi pentru reţinerea în timp a semnalelor sau
divizoare a frecvenţei impulsurilor.
Reprezentarea funcţională:
21 yy - condiţie pentru funcţionarea
normală a bistabilului
În lipsa semnalelor de intrare se păstrează
starea precedentă a bistabilului.
Fig.2.16Bistabil(reprezentare funcţonală)
2.2.1 Clasificarea bistabilelor
1. După destinaţia funcţională deosebim:
bistabile de tip RS - cele mai simple bistabile de memorare;
bistabile de tip D - atît de memorare cît şi de reţinere în timp;
bistabile de tip T - de memorare şi divizare în frecvenţă;
bistabile de tip JK - universale;
bistabile combinate - complexe, ce întrunesc într-un bistabil mai
multe funcţii (RS-D, RS-T-JK ş.a.);
2. După tipul semnalului activ:
cu intrări directe - semnal activ "1" logic;
cu intrări inverse - semnal activ "0" logic;
-
T
R
S
Q
Q
y1
y2
3. După modul schimbării stărilor:
bistabile asinscrone - îşi schimbă starea prin intermediul schimbării
semnalelor funcţionale (S, D, T, R ş.a.);
bistabile sincrone - îşi schimbă starea cu ajutorul unui semnal special
de sincronizare (C);
bistabile statice - sesmnalul de sincronizare activ este un nivel logic;
bistabil static cu intrări directe;
bistabil static cu intări inverse;
bistabil dinamic cu intrări directe - semnalul de sincronizare
reprezintă un impuls;
bistabil dinamic cu intrări inverse - semnalul de sincronizare
reprezintă un impuls invers;
4. După structura internă:
bistabile cu o singură treaptă - care conţin un singur bistabil
elementar;
bistabile în două trepte - care conţin două bistabile elementare
conectate în cascadă.
Bistabil RS asincron cu intrări directe
Reprezentarea funcţională:
R - pentru intrarea "o"
S - pentru intrarea "1"
Fig.2.17Bistabil RS sincron
C
C
C
-
Tabela stărilor:
x - stare nedeterminată
Fig.2.18 Tabela de adevăr
Sinteza structurii - se utilizează tabela stărilor considerînd bistabilul ca un
dispozitiv cu două ieşiri. Realizînd diagrama Carnot obţinem funcţile:
SQRQSRQ ttt 1
ttt QRSQRSQ 1
Implimentînd aceste două funcţii în baza SAU-NU sau ŞI-NU şi combinîndu-
le într-un singur circuit obţinem următoarea structură:
Poate fi construit atît pe
elemente SAU-NU cît şi
elemente ŞI-NU.
Fig.2.19Structura internă (RS asincron)
R S Qt
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Qt+1
0
1
1
1
0
0
x
x
1tQ
1
0
0
0
1
1
x
x
1
1
R
S
Q
Q
-
T
R
S
Q
Q
y1
y2
Bistabil RS asincron cu intrări inversoare
Reprezentarea funcţională:
Singura diferenţă ître bistabilul dat şi cel
precedent este inversarea semnalelor de
setare şi resetare.
Fig.2.20Bistabil RS asincron
Tabela stărilor:
Tabela stărilor este simplificată, principiul
de schimbare astărilor fiind acelaşi cu cel
asincron cu intrări directe.
Fig.2.21Tabela de adevăr
Structura internă:
Fig.2.22 Structura internă(RS cu intrări directe)
&
&
R
S
Q
Q
R S Qt+1
0 0
1
0
x
1 0
1 0
0 1
Qt
-
Bistabil RS sincron static
Bistabilele sincrone se deosebesc prin prezenţa intrării de sincronizare C,
semnal ce permite schimbarea stării bistabilului. Modul de trecere este determinat
de semnalele funcţionale R, S. Bistabilul dat este format structural dintr-o treaptă
logică, semnalul activ C reprezentînd nivelul logic "1".
Reprezentarea funcţională:
Fig.2.23 Bistabil RS sincron Fig.2.24 Tabela de adevăr
Structura internă:
Fig2.25 Structura internă
Elementele DD1şi DD2 formează o poartă logică ŞI-NU. Cuplul de semnale 00
conţine un cuplu "1".
T
R
S
Q
Q
y1
y2
C
C R S Qt+1
1 1 1
1 1 0
1 0 1
1 0 0
0 x x
1
0
1
Qt
Qt
&
&
R
S
Q
Q
&
&
R
S
C
DD2 DD1
-
Bistabilul RS sincron dinamic
Este un bistabil în două trepte, deosebindu-se de cel static printr-un semnal de
sincronizare care reprezintă un monoimpuls.
Reprezentarea funcţională:
Fig 2.26Bistabil RS dinamic Fig 2.27Tabela de adevăr
Procesul de schimbare a stării are loc în două trepte:
1. la frontul din faţă a semnalului C îşi schimbă starea treapta întîi;
2. la frontul din spate îşi schimbă starea treapta a doua;
Ca semnal pasiv poate servi atît "o" cît şi "1", principalul rol avîndu-l semnalul de
sincronizare.
În continuare este prezentată structura internă aunui bistabil RS dinamic, practic
cel mai complicat ca strucură şi funcţie din bistabilele RS. Pe baza acestuia snt
implimentate majoritatea bistabilelor dinamice din celelalte grupe.
Fig. 2.28 Stuctura internă (RS dinamic)
TT
R
S
Q
Q
y1
y2
C
C R S
0(1) x x
0 0
1 1
1 0
0 1
Qt+1
Qt
Qt
1
0
x
T
R
S
Q
Q
y1
y2
C
T
C D Qt+1
0 x
1 0
1 1
Qt
0
1
R
S
Q
Q
y1
y2
C
&
S
C
R
-
Bistabil de tip D static
Reprezintă un bistabil de memorie, servind la fel pentru memorizarea unui bit de
informaţie, plus la asta se mai folosesc şi pentru reţinerea în timp a semnalelor
binare şi poate fi doar sincron.
Reprezentarea funcţională: Tabela stărilor
Fig.2.29Bistabil D static şi tabela sa de adevăr
Bistabil de tip D dinamic
:
Fig.2.30 Reprezentarea funcţională
Un bistabil D poate fi realizat în baza unui bistabil RS sincron
Bistasilele D se utilizează în registre
cît şi in circuite de memorie statică.
Fig.2.31Structura internă
T
D
C
Q
Q
C D Qt+1
0 x
1 0
1 1
Qt
0
1
TT
D
C
Q
Q
T
R
S
Q
Q
C C
D
-
Bistabil de tip T asincron
Sînt aşa numitele bistabile de numărare sau divizare a frecvenţei impulsului.Poate
avea intrări directe sau inverseînsă numai cu 2 trepte adică dinamice.
Reprezentarea funcţională:
Fig2.32Bistabil T asincron
Un bistabil T poate micşora fregvenţa impulsurilor
de 2 ori.În funcţie de ordinul micşorării
Fig2.33 Tabela stărilor fregvenţei folosim numărul respectiv de bistabile.
Fig.2.34Structura internă
Bistabil de tip T sincron
La fel poate fi doar în 2 trepte.
:
Fig.2.36Tabela stărilor
Fig2.35Reprezentarea funcţională
TT
Q
Q
T
T Qt+1
0(1)
Qt
Q
TT
Q
Q
D
C
T
TT
Q
Q
T
C
C D Qt+1
0(1) x
x 0
1
Qt
0
1 1
-
Bistabil de tip JK asincron
Bistabilele JK sint nişte dispozitive universale, deoarece pot fi folosite în calitate
de orice alt bistabil(RS, D, T). Pot fi cu intrări directe şi cu intrări inverse, însă
numai dinamice(în 2 trepte).
Reprezentarea funcţională:
Fig.2.37Bistabil JK asincron şi tabela stărilor
Fig. 2.38 Structura internă
Elementele DD1 şi DD2 servesc pentru înlăturarea stării nedeterminate iar
elementele DD3 şi DD4 asigură schimbarea stării treptei a doua, după frontul din
spate a impulsului de intrare.
Bistabil de tip JK sincron
Fig. 2.39 Reprezentarea funcţională Fig. 2.40T abela stărilor
K K
TT
Q
Q
J
T
S
Q
Q
T2
C D Qt+1
0 x
1 0
1 1
Qt
0
1
S
R
Q
Q
R
&
&
&
&
DD3 DD1
DD2
DD4
J
K
K K
TT
Q
Q
J
C
Q
C R K
0(1) x x
0 0
1 1
1 0
0 1
Qt+1
Qt
Qt
0
1
J K Qt+1
0 0
1
0
1 0
1 0
0 1
Qt
Qt
-
2.2.2 Utilizarea bistabilelor JK în calitate de alte bistabile
a. Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabile RS
Fig.2.41Bistabil RS
b. Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil D sincron
Fig.3.42Bistabil D sincron
c. Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil D asincron
Fig.2.43Bistabil D asincron
K K
TT
Q
Q
J S
R
D
C
K K
TT
Q
Q
J
C
K K
TT
Q
Q
J
C C
-
3. ELABORAREA CICLULUI DE LUCRĂRI DE LABORATOR
3.1 Simularea practică a laboratorului
Pentru efectuarea lucrărilor de laborator elaborăm 3 variante de lucru, care
cuprind toate cele 11 tipuri de bistabile descrise în capitolul 2.
În continuare vom prezenta cele 3 variante propuse pentru lucrul în
laborator:
1. Bistabil RS asincron cu intrări directe ,
Bistabil de tip T asincron,
Bistabil de tip D dinamic,
Bistabil de tip JK asincron.
Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabile D asincron
2. Bistabil RS asincron cu intrări inverse
Bistabil de tip T sincron
Bistabil de tip D static
Bistabi de tip JK sincron .
Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil RS
3. Bistabil RS sincron static
Bistabilul RS sincron dinamic
Bistabil de tip JK sincron
Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil D sincron
Lucrul practic constă în simularea structurală pe elemente a fiecărui bistabil
în programul de simulare Multisim reprezentînd în acelaşi timp datele de intrare a
Word Generatorului şi diagrama în timp prezentată cu ajutorul analizorului logic.
Apoi fiecare schemă logică este combinată într-un microcircuit. Toate aceste
microcircuite vor forma o bază de date prin intermediul căreia construcţia unui
bistabil mai avansat va fi mult mai simplă, lucrul studenţilor fiind uşurat
-
considerabil. Plus la asta în fiecare variantă vom reprezenta un bistabil fie RS, D
sau T prin intermediul bistabilelor JK.
Varianta 1
Reprezentarea structurală a bistabilului RS asincron cu intrări directe :
Fig.3.1 RS-trigger asincron
Analizînd diagrama în timp primită de la analizorul logic vedem că aceasta
coincide cu datele teoretice.
Această structură poate fi combinată într-un microcircuit unic reprezentat în
fig.3.2.Aceste circuite sint introduse într-o bibliotecă unică care face comodă
implimentarea dispozitivelor mai complicate incontinuare.
-
Fig.3.2 Microcircuit Bistabil
La fel şi diagrama primită la conectarea microcircuitului coincide cu cea a
schemei de structură(fig.3.3). Deci în continuare acest bistabil obţinut poate fi
accesat dintr-o bibliotecă care va conţine toate tipurile de bistabile.
Fig. 3.3 Diagrama în timp
Reprezentarea structurală a bistabilului de tip D dinamic:
-
Fig. 3.4 Bistabil D dinamic
Obţinem următoarea diagramă în timp:
Fig. 3.5Diagrama în timp
-
Ca microcircuit bistabilul D dinamic va arăta astfel:
Fig. 3.6 Microcircuitul(Bistabil D dinamic)
Reprezentarea structurală a bistabilului de tip T asincron:
Fig. 3.7 Bistabil T asincron
-
În urma conectării schemei date obţinem următoarea diagramă în timp:
Fig. 3.8 Diagrama în timp(Bistabil T)
Reprezentarea funcţională abistabilului de tip JK asincron:
Fig. 3.9 Bistabil JK asincron
-
Diagrama în timp obţinută satisface tabela de adevăr din partea teoretică:
Fig. 3.10 Diagrama în timp (Bistabil JK asincron)
Bistabilele JK sînt bistabile universale, adică pot înlocui orice alt
bistabil. În cele ce urmează vom utiliza un bistabil JK în calitate de bistabil D
asincron: pentru aeasta avem nevoie de un bistabil JK sincron, structura căruia este
redată mai jos:
Fig.3.11 Bistabil JK sincron
-
Transformîndu-l într-un microcircuit unic putem uşor să montăm din acesta
un bistabil D asincron. Pentru aceasta unim intrările JK, iar intrarea de sincronizare
va servi ca intrare de sincronizare pentru bistabilul D.
Fig.3.12 Bisatbil D (pe bază de JK)
-
T
R
S
Q
Q
y1
y2
LUCRARE DE LABORATOR NR. 1
BISTABILE RS
1. Scopul lucrării: studierea bistabilelor RS. Implimentarea unui bistabil (RS
sincron şi asincron) în mediul de simulare Multisim.
Cercetarea diagramelor în timp.
2. Noţiuni teoretice :Bistabilele - sînt cele mai simple dispozitive digitale
secvenţiale pentru memorizarea unui semnal binar, adică instalarea
bistabilului în una din stările zero sau unu. De obicei bistabilele se folosesc
în calitate de elemente de memorie, dar se mai pot folosi şi ca bază pentru
dispozitive secvenţiale mai complicate (registre, automate), cît şi pentru
reţinerea în timp a semnalelor sau divizoare a frecvenţei impulsurilor.
Bistabil RS asincron cu intrări directe
Fig.3.13 Reprezentarea funcţională Fig.3.14 Tabela stărilor
R - pentru intrarea "o"
R S Qt
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Qt+1
0
1
1
1
0
0
x
x
1tQ
1
0
0
0
1
1
x
x
-
T
R
S
Q
Q
y1
y2
S - pentru intrarea "1"
x-stare nedeterminată
Sinteza structurii - se utilizează tabela stărilor considerînd bistabilul ca un
dispozitiv cu două ieşiri. Realizînd diagrama Carnot obţinem funcţile:
SQRQSRQ ttt 1
ttt QRSQRSQ 1
Implimentînd aceste două funcţii în baza SAU-NU sau ŞI-NU şi combinîndu-
le într-un singur circuit obţinem următoarea structură:
Fig.3.15 Structura internă
Bistabil RS asincron cu intrări inverse
Fig.3.16 Reprezentarea funcţională Fig.3.17 Tabela stărilor
1
1
R
S
Q
Q
R S Qt+1
0 0
1
0
x
1 0
1 0
0 1
Qt
-
Fig.3.18 Structura internă:
Bistabil RS sincron static
Bistabilele sincrone se deosebesc prin prezenţa intrării de sincronizare C,
semnal ce permite schimbarea stării bistabilului. Modul de trecere este determinat
de semnalele funcţionale R, S. Bistabilul dat este format structural dintr-o treaptă
logică, semnalul activ C reprezentînd nivelul logic "1".
Fig.3.19 Reprezentarea funcţională Fig.3.20 Tabela stărilor
Fig.3.20 Structura internă
&
&
R
S
Q
Q
T
R
S
Q
Q
y1
y2
C
C R S Qt+1
1 1 1
1 1 0
1 0 1
1 0 0
0 x x
1
0
1
Qt
Qt
&
&
R
S
Q
Q
&
&
R
S
C
DD2 DD1
-
Elementele DD1şi DD2 formează o poartă logică ŞI-NU. Cuplul de semnale 00
conţine un cuplu "1".
Bistabilul RS sincron dinamic
Este un bistabil în două trepte, deosebindu-se de cel static printr-un semnal de
sincronizare care reprezintă un monoimpuls.
Fig.3.21 Reprezentarea funcţională
Procesul de schimbare a stării are loc în două trepte:
1. la frontul din faţă a semnalului C îşi schimbă starea treapta întîi;
3. la frontul din spate îşi schimbă starea treapta a doua;
Fig.3.22 Structura internă
TT
R
S
Q
Q
y1
y2
C
T
R
S
Q
Q
y1
y2
C
T
C D Qt+1
0 x
1 0
1 1
Qt
0
1
R
S
Q
Q
y1
y2
C
&
S
C
R
-
3. Lucrare practică
1. Implementarea unui bistabil RS sincron în Multisim;
- alegeţi din bara de meniuri elementele necesare pentru alcătuirea
structurii unui bistabil RS sincron dinamic;
- efectuaţi conexiunile între elemente în ordinea necesară;
- selectaţi şi conectaţi intrările şi ieşirile.
2. Conectaţi la schemă generatorul de cuvinte şi analizorul logic;
3. Înscrieţi codurile de intrare în Word Generator;
4. Conectaţi schema;
5. Analizaţi diagrama în timp şi verificaţi cu datele teoretice;
6. Verificaţi semnalul de sincronizare a bistabilului;
7. Selectaţi microcircuitul corespunzător din biblioteca de bistabile;
8. Comparaţi rezultatele obţinute din conectarea microcircuitului, cu cele
obţinute la conectarea schemei personale.
4. Întrebări:
a. Ce reprezintă un bistabil ?
b. Clasificarea bistabilelor RS;
c. Ce este intrare de sincronizare ?
d. Ce semnale şi cum schimbă valoarea la ieşire la bistabilele RS sincrone ?
e. Seriile microcircuitelor folosite la construcţia bistabilelor RS;
f. Care este numărul maxim de combinaţii de cod ce pot fi scrise în generatorul de
cuvinte ?
g. Ce deosebire este între bistabilul RS sincron şi cel asicron?
h. Domeniul de utilizare a bistabilelor RS;
-
LUCRARE DE LABORATOR NR. 2
BISTABILE D, T
1. Scopul lucrării: studierea bistabilelor de tip D, T. Implimentarea unui
bistabil (D dinamic, T sincron) în mediul de simulare Multisim.
Cercetarea diagramelor în timp.
2. Noţiuni teoretice: Bistabilele - dispozitive digitale secvenţiale pentru
memorizarea unui semnal binar, adică instalarea bistabilului în una din stările
zero sau unu. Ca ordine bistabilele se folosesc în calitate de elemente de
memorie, dar se mai pot folosi şi ca bază pentru dispozitive secvenţiale mai
complicate (registre, numărătoare ), cît şi pentru reţinerea în timp a semnalelor
sau ca divizoare de frecvenţ
Bistabil de tip D static
Sînt bistabile de memorie, servind la fel pentru memorizarea unui bit de
informaţie, plus la asta se mai folosesc şi pentru reţinerea în timp a semnalelor
binare şi poate fi doar sincron.
Reprezentarea funcţională: Tabela stărilor
Fig 2.29 Bistabil D static şi tabela sa de adevăr
T
D
C
Q
Q
C D Qt+1
0 x
1 0
1 1
Qt
0
1
-
Bistabil de tip D dinamic
Fig 2.30 Reprezentarea funcţională
Un bistabil D poate fi realizat în baza unui bistabil RS sincron
Fig.2.31 Structura internă
Bistabilele D se utilizează în registre cît şi in circuite de memorie statică.
Bistabil de tip T asincron
Sînt aşa numitele bistabile de numărare sau divizare a frecvenţei impulsului.Poate
avea intrări directe sau inverseînsă numai cu 2 trepte adică dinamice.
Reprezentarea funcţională:
Un bistabil T poate micşora frecvenţa
impulsurilor de 2 ori.În funcţie de ordinul
micşorării fregvenţei folosim numărul
respectiv de bistabile.
Fig2.32 Bistabil T asincron
TT
D
C
Q
Q
T
R
S
Q
Q
C C
D
TT
Q
Q
T
-
Un bistabil T poate micşora fregvenţa impulsurilor
de 2 ori.În funcţie de ordinul micşorării
fregvenţei folosim numărul respectiv de bistabile.
Fig.2.34 Structura internă
Bistabil de tip T sincron
La fel poate fi doar în 2 trepte.
:
Fig.2.36 Tabela stărilor
Fig2.35 Reprezentarea funcţională
TT
Q
Q
D
C
T
TT
Q
Q
T
C
C D Qt+1
0(1) x
x 0
1
Qt
0
1 1
-
3. Lucrare practică
1. Implementarea unui bistabil T sincron în Multisim;
- alegeţi din bara de meniuri elementele necesare pentru
alcătuirea structurii unui bistabil T sincron ;
- efectuaţi conexiunile între elemente în ordinea necesară;
- selectaţi şi conectaţi intrările şi ieşirile.
2. Conectaţi la schemă generatorul de cuvinte şi analizorul logic;
3. Înscrieţi codurile de intrare în Word Generator;
4. Conectaţi schema;
5. Analizaţi diagrama în timp şi verificaţi cu datele teoretice;
6. Verificaţi semnalul de sincronizare a bistabilului;
7. Selectaţi microcircuitul corespunzător din biblioteca de bistabile;
8. Comparaţi rezultatele obţinute din conectarea microcircuitului, cu cele
obţinute la conectarea schemei personale.
4. Întrebări:
a. Ce reprezintă un bistabil ?
b. Clasificarea bistabilelor D, T;
c. Ce este intrare de sincronizare ?
d. Ce semnale şi cum schimbă valoarea la ieşire la bistabilele T sincrone ?
e. Seriile microcircuitelor folosite la construcţia bistabilelor D, T;
f. Care este numărul maxim de combinaţii de cod ce pot fi scrise în generatorul de
cuvinte ?
g. Ce deosebire este între bistabilul T şi D ?
h. Domeniul de utilizare a bistabilelor D, T;
-
LUCRARE DE LABORATOR NR. 3
BISTABILE JK
1. Scopul lucrării: studierea bistabilelor Jk. Implimentarea unui bistabil (JK
sincron şi asincron) în mediul de simulare Multisim.
Cercetarea diagramelor în timp şi posibilităţilor de folosire a acestora în calitate de
bistabile de alt tip (RS, D, T).
2. Noţiuni teoretice :Bistabilele - dispozitive digitale secvenţiale pentru
memorizarea unui semnal binar, adică instalarea bistabilului în una din stările zero
sau unu. De obicei bistabilele se folosesc în calitate de elemente de memorie, dar
se mai pot folosi şi ca bază pentru dispozitive secvenţiale mai complicate (registre,
automate), cît şi pentru reţinerea în timp a semnalelor sau divizoare a frecvenţei
impulsurilor.
Bistabil de tip JK asincron
Bistabilele JK sint nişte dispozitive universale, deoarece pot fi folosite în calitate
de orice alt bistabil(RS, D, T). Pot fi cu intrări directe şi cu intrări inverse, însă
numai dinamice(în 2 trepte).
Reprezentarea funcţională:
Fig.2.37 Bistabil JK asincron şi tabela stărilor
K K
TT
Q
Q
J J K Qt+1
0 0
1
0
1 0
1 0
0 1
Qt
Qt
-
Fig.2.38 Structura internă
Elementele DD1 şi DD2 servesc pentru înlăturarea stării nedeterminate. Iar
elementele DD3 şi DD4 asigură schimbarea stării treptri a doua, după frontul din
spate a impulsului de intrare.
Bistabi de tip JK sincron
Fig.2.39 Reprezentarea funcţională Fig.2.40 Tabela stărilor
T
S
Q
Q
T2
C D Qt+1
0 x
1 0
1 1
Qt
0
1
S
R
Q
Q
R
&
&
&