Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен включать:

1. Схемы логических вентилей НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, выполненные в ≪Electronic Workbench≫.

2. Таблицы входных и выходных напряжений для каждой схемы.

3. Таблицы истинности булевых функций: NOT, AND, OR, NOT-AND, NOT-OR, XOR.

4. Таблицу истинности, формулу и схему реализации булевой функции для своего варианта.

Контрольные вопросы

1. Что такое транзистор?

2. Как на вход инвертора подать логический ноль? Что при этом произойдет с транзистором?

3. Если на вход инвертора подать логический ноль, ток будет протекать через транзистор? Какой потенциал окажется на выходе схемы? Почему?

4. Как на вход инвертора подать логическую единицу?

5. Вопросы 2–4 для логической единицы на входе.

6. Объяснить работу схемы И-НЕ.

7. Объяснить работу схемы ИЛИ-НЕ.

Приложение II. Руководство по Electronic Workbench Введение

Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их трудоемкое исследование. Часто физическое моделирование просто невозможно из-за чрезвычайной сложности устройства, например, при разработке больших и сверхбольших интегральных микросхем. В этом случае прибегают к математическому моделированию с использованием средств и методов вычислительной техники.

Программа Electronic Workbench (EWB) фирмы Interactive Image Technologies (Канада) предназначена для схемотехнического моделирования аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств различного назначения. Эта программа легко осваивается и удобна в работе. Особенностью программы EWB является наличие контрольно- измерительных приборов, по внешнему виду, органам управления и характеристикам максимально приближенных к их промышленным аналогам, что способствует приобретению практических навыков работы с наиболее распространенными приборами: мультиметром, осциллографом, измерительным генератором и др. После составления схемы моделирование начинается щелчком обычного выключателя. Поэтому программу EWB часто применяют при обучении студентов электронике и схемотехнике [25].

Структура окна программы

Окно программы EWB 5.12 содержит поле меню, линейку инструментов и линейку библиотек компонентов. В рабочем окне программы располагается моделируемая схема.

Линейка инструментов содержит стандартные кнопки работы с файлами (создать, открыть, сохранить, печатать) и с элементами схем (вырезать, копировать, вставить).

Также на линейке инструментов присутствуют кнопки:

– Поворот выделенного элемента против часовой стрелке на 90⁰

(Rotate)

• Поворот выделенного элемента относительно вертикальной оси

(Flip Horizontal)

– Поворот выделенного элемента относительно горизонтальной оси (Flip Vertical)

Кнопки и , а также поле ввода позволяют изменять масштаб схемы.

С помощью кнопки можно вызвать справочную систему (на английском языке).

Ниже линейки инструментов находится линейка библиотечных компонентов – компонентов, входящих в состав программы EWB.

– Favorites (Избранное). В этот раздел помещаются подсхемы, созданные пользователем.

– Sources (Источники сигналов). В раздел входят следующие компоненты:

• Ground (Заземление)

• Battery (Батарея)

• Clock (Генератор однополярных прямоугольных импульсов)

• Basic (Базовые компоненты). Раздел содержит компоненты:

• Connector (Точка соединения проводников)

• Resistor (Сопротивление)

• Capacitor (Конденсатор)

• Inductor (Индуктивность)

• Switch (Переключатель)

• Potentiometer (Потенциометр, переменное сопротивление)

• Diodes (Диоды)

• Transistors (Транзисторы). Имеются следующие виды транзисторов:

• NPN Transistor (NPN-транзистор)

• PNP Transistor (PNP-транзистор)

• N- Channel JFET (N-канальный полевой транзистор)

• P- Channel JFET (P-канальный полевой транзистор)

• Analog ICs (Аналоговые микросхемы). Сюда входят операционные усилители и компараторы.

• 

  Mixed ICs (Микросхемы смешанного типа). Здесь присутствуют аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), таймер.

– Digital ICs (Цифровые микросхемы). Представлены модели промышленных микросхем серии SN74 (аналог советской серии К155), а также микросхем серии CD4000 (отечественные аналоги К164, 176, 564, 561, 1561).

• Logic Gates (Логические вентили). Раздел содержит элементы:

• 2- Input AND Gate (2-входовой вентиль И). Количество входов можно изменять от 2 до 8.

– 2- Input OR Gate (2-входовой вентиль ИЛИ). Количество входов можно изменять от 2 до 8.

• NOT Gate (Инвертор).

• 2- Input NOR Gate (2-входовой вентиль ИЛИ-НЕ).

• 2- Input NAND Gate (2-входовой вентиль И-НЕ).

• 2- Input XOR Gate (2-входовой вентиль Исключающее ИЛИ).

• 2- Input XNOR Gate (2-входовой вентиль Исключающее

ИЛИ-НЕ).

• Tristate Buffer (Тристабильный элемент).

• Buffer (Буферный элемент).

Здесь же представлены промышленные микросхемы, включающие в себя логические вентили.

– Digital (Цифровые микросхемы). В этот раздел входят следующие элементы:

• Half- Adder (Полусумматор).

• Full- Adder (Полный сумматор).

• RS Flip- Flop (RS-триггер).

• D Flip- Flop (D-триггер).

• Multiplexers (Мультиплексоры).

• Decoders (Дешифраторы).

• Encoders (Шифраторы).

• Arithmetic (АЛУ).

• Counters (Счетчики).

• Shift Registers (Регистры сдвига).

• Flip- Flops (Микросхемы триггеров).

• Indicators (Индикаторы). Раздел включает в себя следующие индикаторные приборы:

• Voltmeter (Вольтметр).

• Ammeter (Амперметр).

• Bulb (Лампа накаливания).

• Red Probe (Светоиндикатор). Может быть красным, зеленым и

синим.

• Seven- Segment Display (Семисегментный индикатор).

• Decoded Seven- Segment Display (Семисегментный индикатор с

дешифратором).

• Buzzer (Зуммер).

• Bargraph Display (Линейка из 10 независимых светодиодов).

• Decoded Bargraph Display (Линейка из 10 независимых светодиодов со встроенным АЦП).

– Controls (Аналоговые вычислительные устройства). Раздел содержит дифференциатор, интегратор, ограничители и другие элементы.

– Miscellaneous (Компоненты смешанного типа). Раздел

включает:

• Crystal (Кварцевый резонатор).

• Textbox (Текстовая строка).

• Title Block (Текстовый блок).

• Instruments (Контрольно-измерительные приборы).

Присутствуют следующие приборы:

– Multimeter (Мультиметр) – прибор для измерения напряжения, тока, сопротивления и коэффициента усиления.

– Function Generator (Функциональный генератор) – предназначен для задания на выходе синусоидального, треугольного или прямоугольного сигнала.

– Oscilloscope (Осциллограф) – прибор для отображения формы

сигнала.

• Bode Plotter (Измеритель амплитудно-частотных и

фазочастотных характеристик).

– Word Generator (Генератор слова) – предназначен для генерации 16-разрядных двоичных слов.

– Logic Analyzer (Логический анализатор) – предназначен для отображения 16-разрядных двоичных слов.

– logic Converter (Логический преобразователь) – предназначен для отображения таблицы истинности исследуемой схемы.