Приложение: Описание приборов используемых в Electronics WorkBench:

Узел служит для соединения проводников и создания контрольных точек.

Резистор

1 кОм

Сопротивление резистора может быть задано числом в Ом, кОм, МОм

Конденсатор

1 мФ

Ёмкость конденсатора задается числом с указанием размерности (пФ, нФ, мкФ, мФ, Ф).

Генератор слов

На схему выводится уменьшенное изображение генератора слов

Рис.11 Генератор слов (обозначение на схемах)

На 16 выходов в нижней части генератора параллельно подаются биты генерируемого слова. На выход тактового сигнала (правый нижний) подается последовательность тактовых импульсов с заданной частотой. Вход синхронизации используется для подачи синхронизирующего импульса от внешнего источника.

Двойным щелчком мыши открывается расширенное изображение генератора

Рис.12 Генератор слов (данные)

Левая часть генератора содержит 16 разрядные слова, задаваемые в шестнадцатеричном коде. Каждая кодовая комбинация заносится с помощью клавиатуры. Номер редактируемой ячейки (от 0 до 03FF, т.е. от 0 до 2047) высвечивается в окошке Edit. В процессе работы генератора в отсеке Address индицируется адрес текущей ячейки (Current), начальной ячейки (Initial) и конечной ячейки (Final). Выдаваемые на 16 выходов (внизу генератора) кодовые комбинации индицируются в коде ASCII и двоичном коде (Binary).

Генератор может работать в шаговом, циклическом и непрерывном режимах.

 Кнопка Step переводит генератор в пошаговый режим;

 Кнопка Burst - в циклический режим (на выход генератора однократно последовательно поступают все слова;

 Кнопка Cycle - в непрерывный режим. Для того чтобы прервать работу в непрерывном режиме, нужно еще раз нажать кнопку Cycle.

Панель Trigger определяет момент запуска генератора (Internal - внутренняя синхронизация, External - внешняя синхронизация по готовности данных. )

Режим внешней синхронизации используется в случае, когда исследуемое устройство может квитировать (подтверждать) получение данных. В этом случае на устройство вместе с кодовой комбинацией поступает сигнал c клеммы Data ready , а исследуемое устройство должно выдать сигнал получения данных, который должен быть подключен к клемме Trigger генератора слов. Этот сигнал и производит очередной запуск генератора.

Кнопка Breakpoint прерывает работу генератора в указанной ячейке. Для этого нужно выбрать требуемую ячейку курсором, а затем нажать кнопку Breakpoint

Кнопка Pattern открывает меню с помощью которого можно

Clear buffer - стереть содержимое всех ячеек,

Open - загрузить кодовые комбинации из файла с расширением .dp,

Save - записать все набранные на экране комбинации в файл;

Up counter - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с 0 в нулевой ячейке и далее с прибавлением единицы в каждой последующей ячейке;

Down counter - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с FFFF в нулевой ячейке и далее с уменьшением на 1 в каждой последующей ячейке;

Shift right - заполнить каждые четыре ячейки комбинациями 8000-4000-2000-1000 со смещением их в следующих четырех ячейках вправо;

Shift left -то же самое, но со смещением влево.

Логический анализатор

На схему выводится уменьшенное изображение логического анализатора

Рис.13 Логический анализатор (обозначение на схемах)

Логический анализатор подключается к схеме с помощью выводов в его левой части. Одновременно могут наблюдаться сигналы в 16 точках схемы. Анализатор снабжен двумя визирными линейками, что позволяет получать отсчеты временных интервалов T1, T2, T2-T1, а также линейкой прокрутки по горизонтали

Рис.14 Логический анализатор (данные)

В блоке Clock имеются клеммы для подключения обычного External и избирательного Qualifier источника запускающих сигналов, параметры которых могут быть установлены с помощью меню, вызываемого кнопкой Set.

Запуск можно производить по переднему (Positive) или заднему (Negative) фронту запускающего сигнала с использованием внешнего (External) или внутреннего (Internal) источника. В окне Clock qualifier можно установить значение логического сигнала (0,1 или х) при котором производится запуск анализатора.

Внешняя синхронизация может осуществлятся комбинацией логических уровней, подаваемых на входы каналов анализатора.

Биполярный транзистор

Рис.15 Схематичное изображение транзистора модели 2N2218

 — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от других разновидностей, основными носителями являются и электроны, и дырки (от слова «би» — «два»). Схематическое устройство транзистора показано на Рис.15. Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p — n-перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы. В n-p-n транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере, проходят через открытый переход эмиттер-база (инжектируются) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, большая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора^[1]. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает электроны (напомним, что они — неосновные носители в базе, поэтому для них переход открыт), и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (I_э=I_б + I_к). Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (I_к = α I_э) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α 0.9 — 0.999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β = α / (1 − α) =(10..1000). Таким образом, изменяя малый ток базы, можно управлять значительно большим током коллектора.

Основные параметры:

• Коэффициент передачи по току

• Входное сопротивление

• Выходная проводимость

• Обратный ток коллектор-эмиттер

• Время включения

• Предельная частота коэффициента передачи тока базы

Применение транзисторов:

• Усилители, каскады усиления

• Генератор

• Модулятор

• Демодулятор (Детектор)

• Инвертор (лог. элемент)

• Микросхемы на транзисторной логике (см. транзисторно-транзисторная логика, диодно-транзисторная логика, резисторно-транзисторная логика)

Выводы:

• Счётчик, осуществляющий счёт в прямом направлении, собирается на тактируемых по переднему фронту J-K-триггерах, путём соединения входов синхронизации с выходом Q' предыдущих триггеров. В другом варианте используются триггеры, тактируемые по заднему фронту. В этом случае входы тактирования соединяются с выходом Q предыдущих триггеров. В любом из этих вариантов, входы триггеров J и K соединены с Vcc или Vdd, благодаря чему на них постоянно подаётся сигнал логической единицы.

• В счётчиках на каскадно-включённых J-K-триггерах, где каждый вход синхроимпульса получает сигнал с выхода предыдущего триггера неминуемо возникает момент, в течение которого на некоторых элементах последовательности, на выходе счётчика имеются неверные двоичные значения. Счётчики подобного типа называются асинхронными счётчиками или счётчиками со сквозным переносом.

• Стробирование — техника, при которой на схему поступает сигнал с асинхронного (со сквозным переносом) счётчика, таким образом, чтобы не сказывался негативный эффект неверных выходных значений. Вход сигнала разрешения подобной схемы соединяется со входом синхроимпульсов таким образом, чтобы он был задействован только в тот момент, когда выходы счётчика не меняют своего состояния, и будет отключён, когда происходит «сквозное» изменение состояний триггеров.

Мультивибратор генерирует электрические колебания прямоугольной формы. В сигнале мультивибратора, независимо от того, с какого выхода он снимается, можно выделить импульсы тока и паузы между ними. Интервал времени с момента появления одного импульса тока (или напряжения) до момента появления следующего импульса той же полярности принято называть периодом следования импульсов Т, а время между импульсами длительностью паузы Тn - Мультивибраторы, генерирующие импульсы, длительность Тn которых равна паузам между ними, называют симметричными. Cобранный нами мультивибратор является таковым.

ИАТЭ НИЯУ МИФИ

Факультет Кибернетики

Кафедра КССТ

Лабораторная работа №1

«Реализация счетчиков и несинхронизированного мультивибратора в среде Electronics WorkBench»

Выполнили:

Кузнецов Артем

Азаркин Иван

группа ВТ-1-08

Проверил:

Саркисов А.Ш.

Обнинск

2010

Список используемой литературы:

1. Р. Токхейм «Основы цифровой электроники» Издательство Москва «Мир» 1988г.

2. Угрюмов Е.П. «Цифровая схемотехника» 2-е издание Санкт-Петербург 2005г.

3. Саркисов А.Ш. Сборник лекций по курсу «Схемотехника» Обнинск 2010г.