- •Инженерный анализ, моделирование и проектирование электронных устройств
- •Введение
- •1. Технология решения задач инженерного анализа с использованием пакета mathcad
- •1.1. Введение
- •1.2. Рабочее окно Mathcad
- •1.3 Основные встроенные функции и ключевые слова Mathcad
- •1.4. Основные вопросы практического занятия
- •1.5. Перечень рекомендуемой литературы
- •1.6. Типовое задание по Mathcad
- •2. Технология изготовления конструкторской документации с использованием сапр «Компас»
- •2.1. Введение
- •2.2. Основные определения
- •2.3. Основные вопросы практического занятия
- •2.4. Перечень рекомендуемой литературы
- •2.5. Типовое задание
- •3. Технология моделирования электронных устройств с использованием программы multisim
- •Введение
- •Интерфейс программы Multisim
- •Рабочая область
- •3.2.2. Меню
- •3.2.3. Главная панель инструментов
- •3.2.4. Панели электрорадиоэлементов
- •3.2.5. Панель приборов
- •3.3. Использование Справки (Help)
- •3.4. Создание новой схемы
- •3.4.1. Установка элементов
- •3.4.2. Соединение элементов
- •3.4.3. Установка измерительных приборов
- •3.4.4. Включение схемы
- •3.5. Моделирование работы схемы
- •3.7. Измерительные инструменты
- •3.7.1. Мультиметр
- •3.7.2. Функциональный генератор
- •3.7.3. Двухканальный осциллограф
- •3.7.4. Графопостроитель
- •3.7.5. Генератор слов
- •3.7.6. Логический анализатор
- •3.7.7. Логический преобразователь
- •3.8. Моделирование электронных устройств при помощи программы Multisim
- •3.8.1. Моделирование интегрирующей rc – цепи
- •Моделирование дифференцирующей rc – цепи
- •3.8.3. Требования к оформлению отчетов
- •3.8.4. Примерный вариант типового отчета (фрагмент анализа интегрирующей rc – цепи)
- •3.9. Лабораторная работа №1. Исследование полупроводниковых диодов
- •3.9.1. Электронно-дырочный переход (p-n переход)
- •3.9.2. Ступенчатые и плавные р-n переходы
- •3.9.3. Симметричные, несимметричные и односторонние р-n переходы
- •3.9.4. Вольтамперная характеристика р-n перехода
- •3.9.5. Пробои р-n перехода
- •3.9.6. Емкости р-n перехода
- •3.9.7. Светодиод
- •3.9.8. Исследование характеристик диодов
- •3.9.9. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №1
- •3.9.10. Контрольные вопросы
- •3.10. Лабораторная работа №2. Исследование выпрямительных схем
- •3.10.1. Назначение и состав схем выпрямления
- •3.10.2. Требования к выпрямителям
- •3.10.3. Коэффициент пульсаций
- •3.10.4. Однополупериодная схема выпрямления
- •Достоинства и недостатки
- •3.10.5. Двухполупериодная схема выпрямления
- •3.10.6. Мостовая схема выпрямления
- •3.10.7. Умножители напряжения
- •3.10.8. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №2
- •3.10.9. Контрольные вопросы
- •3.11. Лабораторная работа №3. Исследование стабилизаторов напряжения
- •3.11.1. Однокаскадный стабилизатор напряжения
- •Пример работы схемы однокаскадного стабилизатора напряжения приведен на рис. 44.
- •Коэффициент стабилизации
- •3.11.2. Однокаскадный стабилизатор напряжения c термокомпенсацией
- •3.11.3. Двухкаскадный стабилизатор напряжения
- •3.11.4. Мостовые стабилизаторы напряжения
- •3.11.5. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №3
- •3.11.6. Контрольные вопросы
- •3.12. Лабораторная работа №4. Исследование сглаживающих фильтров
- •3.12.1. Простейшие сглаживающие фильтры
- •3.12.2. Сложные сглаживающие фильтры
- •3.12.3. Г-образный индуктивно-емкостный (lc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.4. Г-образный реостатно-емкостный (rc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.7. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №4
- •3.12.8. Контрольные вопросы
- •3.13.3. Исследование вах биполярных транзисторов
- •3.13.4. Коэффициента передачи по току
- •3.13.5. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №5
- •3.14.2. Усилительный каскад по схеме с об
- •3.14.3. Исследование усилительного каскада по схеме с оэ
- •3.14.4. Параметры усилительных каскадов
- •3.14.5. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу
- •3.14.6. Контрольные вопросы
- •3.15. Лабораторная работа № 7. Исследование транзисторных ключей
- •3.15.1. Закрытое состояние ключа
- •3.15.2. Открытое состояние ключа
- •3.15.3. Насыщение ключа
- •3.15.4. Быстродействие ключей
- •3.15.5. Элементы связи
- •3.15.6. Ключевой каскад ттл
- •3.15.7. Отрицательная обратная связь
- •3.15.8. Диоды Шоттки
- •3.15.9. Недостатки ненасыщенного транзисторного ключа
- •3.15.10. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу
- •3.16.5. Полевые транзисторы с р–n переходом
- •3.16.6. Транзисторы с n-каналом и р-каналом
- •3.16.7. Схемы включения
- •3.16.8. Схема для исследования вах транзистора
- •3.16.9. Мдп-транзисторы
- •3.16.15. Управление мдп-транзистором через подложку
- •3.16.16. Режимы обеднения и обогащения
- •3.16.17. Преимущества мдп-транзисторов
- •3.16.18. Разновидности мдп-транзисторов
- •3.16.19. Исследования характеристик мдп-транзисторов
- •3.16.20. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №8
- •3.16.21. Контрольные вопросы
- •3.17. Лабораторная работа №9. Генерация и анализ цифровых последовательностей
- •3.17.1. Бит. Логическое слово
- •3.17.2. Триггеры. Регистры
- •3.17.3. Устройства памяти
- •3.17.4. Уровень логического нуля и логической единицы
- •3.17.5. Системы счисления 2, 8, 16
- •3.17.6. Генератор слов
- •3.17.7. Логический анализатор
- •3.17.8. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №9
- •3.17.9. Контрольные вопросы
- •Содержание
3.7.4. Графопостроитель
Графопостроитель (рис. 13) используется для анализа частотных характеристик схемы. Выводы In (Вход) и Out (Выход) присоединяют к точкам схемы, в которых требуется измерить входное и выходное напряжения (Vin и Vout соответственно).
Рис. 13. Графопостроитель
Измерение амплитуды или фазы
Кнопки Magnitude (Амплитуда) или Phase (Фаза) устанавливается в зависимости от вида требуемой характеристики на экране графопостроителя. Характеристика может быть амплитудной (отношение амплитуд сигнала между двумя точками (в вольтах или децибелах)) или фазовой (сдвиг фазы сигнала между двумя точками (в градусах) от частоты (в герцах)).
Логарифмическая и линейная шкалы
Установка Log (Логарифмическая шкала) или Lin (Линейная шкала) позволяет использовать логарифмическую (по основанию 10) или линейную шкалу, как на горизонтальной, так и на вертикальной оси графопостроителя.
Логарифмическая шкала в основном используется, когда необходимо проанализировать частотные характеристики схемы в широком диапазоне частот. (График выстраивается графопостроителем только когда используется логарифмическая шкала.)
Установка шкалы вертикальной оси
Следует установить начальную и конечную точки для вертикальной оси графопостроителя изменением значений его параметров F (Final, конечное значение) и I (Initial, начальное значение).
Когда измеряется амплитуда (усиление), вертикальная ось показывает отношение выходного напряжения к входному напряжению (Vout/Vin). Для логарифмической шкалы единицы измерения - децибелы. Для линейной шкалы отображается просто отношение сигналов. Когда измеряется сдвиг фазы, единицами измерения всегда являются градусы.
Настройка горизонтальной оси
Горизонтальная ось графопостроителя всегда показывает частоту. Можно изменить начальную и конечную точки на этой оси установкой параметров F (Final, конечная частота) и I (Initial, начальная частота).
Изменение цвета фона графопостроителя
Кнопка «Reverse» позволяет изменить цвет фона графопостроителя с черного на белый и наоборот.
Сохранение результатов
Кнопка «Save» позволяет сохранить результаты измерений в текстовый (ASCII) файл.
Просмотр результатов
Кнопка«Set…» позволяет установить количество точек, отображаемых на графике (рис. 14). Увеличение количества точек приведет к построению более гладких («красивых») графиков, но потребует большего количества времени для расчетов.
Рис. 14. Просмотр результатов
3.7.5. Генератор слов
Генератор слов предназначен для формирования последовательностей цифровых сигналов (слов). Он имеет 32 разряда. Цифровые последовательности выдаются на все выходы одновременно.
Справой стороны окна генератора слов показывается набор слов, которые могут принимать значения от 00000000 до FFFFFFFF (в шестнадцатиричном представлении,Hex). Они могут быть представлены в десятичном (Dec), двоичном (Binary) или символьном (ASCII) формате
Ввод слов (рис 15)
Чтобы ввести битовые наборы или слова нужно щелкнуть мышкой на нужной позиции и ввести 1 или 0. После выбора позиции ввода можно пользоваться клавишами редактирования для перемещения по полям. Рис. 15. Ввод слов
Следует использовать набор битов, который даст предсказуемый результат (как записано в таблице истинности).
Включение
Генератор имеет три режима формирования последовательностей импульсов: пошаговый (step), построчный (burst) и циклический (cycle).
Пошаговый режим работы (step) необходим при отладке цифровых схем и позволяет выполнять заданные последовательности сигналов с остановкой после каждого такта.
Построчный режим работы (burst) предназначен для формирования заданных цифровых последовательностей с остановкой после завершения строки последовательности, т.е. после завершения кодовой последовательности. Этот режим используется для однократного выполнения последовательности цифровых сигналов.
Циклический режим работы (cycle) используется для непрерывного повторения последовательностей цифровых сигналов. Данный режим полезен при наблюдении динамики работы цифровых автоматов. (Остановка осуществляется нажатием клавиш Ctrl + T). Значение каждого бита отображается напротив каждого вывода генератора слов.
Установка частоты
Тактовая частота генератора слов может быть установлена в Гц, кГц или МГц. Каждое слово на выходе генератора будет находиться на протяжении одного периода тактового генератора.