Учебное пособие 1492

полнения задания необходимо выполнить последовательность действий раздела 8.2 ( начиная с пп.3 ) с учетом используемых элементов в данном задании.

а)Параметры для генератора DSTM 1 :

DELAY = 1uS , ONTIME = 0.5uS , OFFTIME = 0.5uS , STARTVAL = 0 ,

OPPVAL = 1 .

Параметры для генератора DSTM 2 :

DELAY = 0.5uS , ONTIME = 0.5uS , OFFTIME = 20uS , STARTVAL = 1 ,

OPPVAL = 0 .

б)Параметры для генератора DSTM 1 :

DELAY = 1 uS , ONTIME = 1.5uS , OFFTIME = 1uS , STARTVAL = 1 ,

OPPVAL = 0 .

Параметры для генератора DSTM 2 :

DELAY = 0.5uS , ONTIME = 0.1 uS , OFFTIME =120 uS , STARTVAL=0 ,

OPPVAL = 1 .

в)Параметры для генератора DSTM 1 :

DELAY = 2 uS , ONTIME = 3uS , OFFTIME = 2 uS , STARTVAL = 1 ,

OPPVAL = 0 .

Параметры для генератора DSTM 2 :

DELAY = 1uS , ONTIME = 0.2 uS , OFFTIME =140 uS , STARTVAL=0 ,

OPPVAL = 1 .

Вариант 5.

В данном задании используются 3 JK-триггера, их условное обозначение 7476 и 2 импульсных генератора, а также трехвходовый логический элемент ИЛИ типа 7427 (отечественный аналог К155ЛЕ4) и 5 элементов H I. Эти элементы достают из библиотек. Для выполнения задания необходимо выполнить последовательность действий раздела 8.2 (на-

чиная с пп.3) с учетом используемых элементов в данном задании.

а)Параметры для генератора DSTM 1 :

DELAY = 1uS , ONTIME = 0.5uS , OFFTIME = 0.5uS , STARTVAL = 0 ,

OPPVAL = 1 .

Параметры для генератора DSTM 2 :

DELAY = 0.5uS , ONTIME = 0.5uS ,OFFTIME = 20uS ,STARTVAL = 1 ,

OPPVAL = 0 .

б)Параметры для генератора DSTM 1 :

DELAY = 1 uS , ONTIME = 1.5uS , OFFTIME = 2uS , STARTVAL = 1 ,

OPPVAL = 0 .

Параметры для генератора DSTM 2 :

DELAY = 1uS , ONTIME = 1 uS , OFFTIME = 120 uS , STARTVAL = 0 ,

OPPVAL = 1

.

в) Параметры для генератора DSTM 1 :

DELAY = 2 uS , ONTIME = 3uS , OFFTIME = 1uS , STARTVAL = 1 ,

OPPVAL = 0 .

Параметры для генератора DSTM 2 :

DELAY = 2 uS , ONTIME = 0.2 uS , OFFTIME = 120 uS, STARTVAL = 0 ,

OPPVAL = 1 .

9. КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Цель исследования. Приобрести навыки схемотехнического моделирования цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), преобразующего цифровой сигнал в аналоговый, а также аналого-цифрового преобразователя (АЦП), преобразующего аналоговый сигнал в цифровой при помощи ПЭВМ в среде Design Center.

Содержание исследования. Согласно изложенному ал-

горитму схемотехнического моделирования ЦАП и АЦП, выполняется моделирования ЦАП DAC8break и АЦП ADC8break. Схемотехническое моделирование включает следующие основные этапы: составление задания на моделирование, ввод параметров генераторов, снятие временных диаграмм и печать полученных графиков. Кроме того, по указанному алгоритму производиться моделирование различных вариантов включения согласно индивидуальному заданию.

Подготовительный этап. Проработать раздел "Аналогоцифровые и цифро-аналоговые преобразователи" [1, с. 736761]; [8, с.418-424]; [11, с. 387-396].

9.1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА.

1.Запустить программу Schematics.

2.Войти в библиотеку элементов, для чего нажать мы-

шью кнопку

3.Нажать мышью кнопку «Libraries». При этом должно появиться окно, показанное на рис 9.1.

4.В колонке «Library» выбрать библиотеку «BREAK-

OUT».

5.В колонке «Part» набрать необходимую микросхему,

аименно DAC8break (или ACD8break) нажать «ОК» и «Place&Close».

Рис. 9.1. Окно библиотек

6.Установить изображение элемента на нужное место

изафиксировать его щелчком мыши.

7.Аналогично пп.2-6 выбрать в библиотеке «SOURCE» генератор логических импульсов DigClock и установить по одному генератору напротив каждого входа ЦАП. При моделировании АЦП, необходимо ввести источник синусоидального напряжения VSIN из той же библиотеки.

8.Ввести параметры генераторов, для чего дважды щелкнуть мышью на изображении каждого генератора. В появившемся окне (рис. 9.2) ввести время задержки DELAYE=0, длительность сигнала логической единицы ONTIME и логического нуля OFFTIME. Импульсы прямоугольные, длительность импульса равна длительности паузы. При каждом вводе нажимать «SaveAttr»; в конце нажать «CLOSE». При моделировании АЦП так же необходимо ввести параметры генератора синусоидального напряжения VSIN (рис. 9.3).

9.Соединить выходы генераторов с соответствующими

входами ЦАП или АЦП, для чего нажать кнопку и про-

вести линию соединения, отмечая щелчками мыши начало и конец проводника, а также точки излома.

Рис. 9.2. Окна параметров генератора

Рис. 9.3. Окна параметров генератора синусоидального напряжения

10.Пометить точки, напряжения в которых следует отразить в графиков в редакторе Probe. Для этого войти в меню Markers, выбрать Mark voltage\Level и установить на нужные узлы, в том порядке, в котором они должны быть отражены, а именно: входные узлы - от старшего разряда к младшему.

11.Установить параметры анализа, для чего нажать кнопку «Transient» и в строке Print Step установить шаг вывода данных порядка 500ms, а в строке Final Time - полное время анализа приблизительно равное 1.5s. Нажать «ОК» и «Close».

12. Запустить программу PSpice, для чего нажать кнопку

. При отсутствии ошибок в схеме будет создан лист соединений (Netlist) и запущен графический постпроцессор Probe.

13.Для исследования соответствия входной комбинации

ивыходного напряжения необходимо нажать кнопку и, перемещая появившейся курсор, проанализировать значения напряжений. Состояние каждого узла описывается цифрами у вертикальной оси.

9.2.ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

9.2.1. Схемотехническое моделирование ЦАП

DAC8break.

Назначение выводов микросхемы: DВ0-DВ7-входы, OUT-выход, REFэталонное напряжение. Схема измерения на рисунке 9.4. Для составления задания на моделирование следует согласно п.1...10 раздела 9.1 ввести в графическом режиме схему измерения и установить параметры генераторов следующим образом:

DSTM1: ONTIME=OFFTIME=5ms

DSTM2: ONTIME=OFFTIME=10ms

DSTM3: ONTIME=OFFTIME=20ms

DSTM4: ONTIME=OFFTIME=40ms

DSTM5: ONTIME=OFFTIME=80ms

DSTM6: ONTIME=OFFTIME=160ms

DSTM7: ONTIME=OFFTIME=320ms

DSTM8: ONTIME=OFFTIME=640ms

Остальные параметры принимаются по умолчанию. Данная комбинация позволяет получить на выходе ЦАП линейно изменяющееся напряжение.

Рис. 9.4. Схема измерения ЦАП

Рис. 9.5. Временные диаграммы ЦАП DAC8break

Далее согласно пп. 11,12 раздела 9.1 следует установить время анализа равным приблизительно 1.5 сек. и с шагом порядка 500 мсек. Эти временные характеристики позволяют получить на экране один полный цикл изменения параметров генераторов, т.е. полностью проанализировать работу ЦАП. Войти в графический постпроцессор Probe программы PSpice, Выведя временные диаграммы (рис 9.5) и, используя указания п. 13 раздела 9.1, снять для исходного значения опорного напряжения, равного 1V, величины аналогового сигнала при цифровых значениях, указанных в табл. 9.1. Заполнить свободный столбец таблицы 9.1.

9.2.2. Индивидуальные задания

В соответствии с вариантами, выданными преподавателем, произвести индивидуальное моделирование, которое заключается в установлении уровня эталонного напряжения источника V1 в соответствии со значениями, приведенными в табл. 9.2. Затем необходимо заполнить таблицу вида 1 для случая Uoпop, равно заданному значению.

Выяснить, как влияет величина опорного напряжения на значение аналогового выходного сигнала.

снять значения указанные в табл. 9.3. Заполнить свободные столбцы табл. 9.3.

Таблица 9.3 Зависимость выходного комбинации от входного напря-

жения для АЦП

Uвх DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

0В

0,25В

0,5В

0,75В

1В

9.2.4. Индивидуальные задания

В соответствии с вариантами, выданными преподавателем, произвести индивидуальное моделирование, которое заключается в установлении уровня эталонного напряжения в соответствии со значениями приведенными в табл. 9.1. Затем необходимо заполнить табл..9.4 для входного напряжения 1В. Выяснить, как влияет величина опорного напряжения на выходную комбинацию.

Таблица 9.4 Зависимость выходной комбинации при индивидуальном

моделировании

Uвх DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

1В

Промоделировать схему при различных длительностях импульса 'начало преобразования'. Для этого установить параметры ONTIМЕ и OFFTME в генераторе DSTM1 равными,

например, сначала 0,1мсек, а затем 1мсек. Выяснить влияние данного параметра на точность преобразования.

9.3СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Схемы измерения ЦАП и АЦП.

2.Значения параметров цифровых сигналов.

3.Значения параметров анализа переходных характеристик

(Transient).

4.Временные диаграммы работы ЦАП и АЦП.

5.Таблицы истинности ЦАП и АЦП.

6.Обсуждение результатов, выводы по работе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В учебном пособии с единых позиций в среде Design Center проведёно компьютерное исследование распространённых комбинационных и последовательностных цифровых электронных устройств. При этом для каждого избранного типа цифрового устройства предварительно на конкретных интегральных микросхемах подробно излагалась процедура проведения анализа его работы.

Выполненные в рамках лабораторного практикума исследования, несомненно, будут способствовать углублению понимания физических основ функционирования цифровых устройств, а также привитию «вкуса» к автоматизированному проектированию радиоэлектронных средств в микроэлектронном исполнении.

7. Компьютерный анализ регистров хранения и сдвигающих

Заключение ………………………………………… ……….150

Учебное издание

Мушта Александр Иванович Балашов Юрий Степанович Новожилов Олег Петрович

ЦИФРОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА

(лабораторный практикум)

Авторская редакция

Подписано к изданию 05.12.2005 г.

.

Усл. печ. л. 9,6. Уч.-изд. л. 8,0. Объём 5,97 MB

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп. ,14