Профиль имеет имя, приставка в котором определяет один из стандартных типов (видов) анализа электронной схемы, для которого задаются параметры настройки.
Для простого анализа схем постоянного тока модулю PSpice необходимо задать тип анализа Bias (Напряжение/ток смещения). В этом случае профиль имеет имя ‘SCHEMATIC1-bias’, и модуль PSpice реализует расчет напряжений во всех узлах, токов во всех ветвях схемы и мощностей, отдаваемых источниками и рассеиваемых пассивными компонентами схемы. Этот профиль создается системой OrCAD автоматически после вычерчивания схемы.
Моделирование схемы и получение результатов
Процесс моделирования запускается щелчком по кнопке 
–Run PSpice или щёлкая последовательно по: <PSpice>→<Run>.
Результаты моделирования отображаются на схеме в непосредственной близости от её компонентов при включении трех видов кнопок: 
– Enable Bias Voltage Display (Разрешить индикацию напряжения рабочих точек), 
– Enable Bias Current Display (Разрешить индикацию токов) и 
– Enable Bias Power Display (Разрешить индикацию мощности). Щелчком по одной из этих кнопок производится её включение, а при повторном щелчке кнопка выключается.
Сохранение проекта
Чтобы сохранить созданный проект необходимо последовательно щёлкнуть по: <File>→<Save>, или щёлкнуть по кнопке ‘Save document’ (Сохранить документ).
Задание 1. Начертите схему, представленную на рисунке 2, точно выбирая имена компонентов из библиотеки 7400, задав напряжения источникам V1, V2, V3 – 5V. При этом профиль моделирования Bias создаётся системой автоматически.
Запустите процесс моделирования, по окончанию которого включите кнопку и занесите в отчет схему с указанием логических состояний каждого компонента. Сохраните проект.
Задание 2. В схеме, представленной на рисунке 3, подключите на выход компонента U6 A резистор с сопротивлением 180 Om, как показано на рисунке 9.
Запустите процесс моделирования, по окончанию которого включите кнопку и занесите в отчет схему, с указанием логических состояний каждого компонента.
Обратите внимание на то, что на выходе компонента 7486 появится напряжение 1,967 V, которое переводит компонент 7432 в неопределенное состояние, обозначаемое буквой Х.
Рис. 2. Схема с различными компонентами цифровой техники
Задание 3. В схеме, представленной на рисунке 3, включите формирователь напряжения на транзисторе BC548 B (который находится в библиотеке EBIPOLER) на выход компонента U6 A, как показано на рисунке 4. Этот формирователь задаёт напряжение, переключающее компонент U7 A в состояние логической единицы.
Запустите процесс моделирования, по окончанию которого включите кнопку и занесите в отчет схему, с указанием логических состояний каждого компонента и напряжений каскада на транзисторе Q1.
Рис. 3. Цифровая схема, в которой напряжение 1,967 V
на входе 2 компонента U7 A приводит его в неопределённое состояние
Рис. 4. Цифровая схема с формирователем напряжения на транзисторе
Выполнение работы
3.1. Включите ПК и запустить редактор OrCad Capture.
3.2. Выполните задания 1, 2, 3.
Форма отчетности
Отчет должен содержать:
– цель работы и основные положения по пунктам 1 и 2;
– схемы, представленные на рисунках 2–4 с результатами моделирования, определенными в заданиях.
5. Контрольные вопросы
1. Какие микросхемы применяются в цифровой технике, их основные характеристики?
2. Приведите таблицу истинности для логических компонентов 7400, 7408,7486.
3. Приведите таблицу истинности для логических компонентов 7402, 7404,7411, 7432.
4. Поясните результаты моделирования задания 1.
5. Поясните результаты моделирования задания 2.
6. Поясните результаты моделирования задания 3.
Литература
1. Хайнеман Р. Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2008. 336 с.: ил.
2. Новиков Ю. В. Введение в цифровую схемотехнику. Издательство: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 344 с.: ил., табл. («Основы информационных технологий»).
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Моделирование аналого-цифровых схем
Цель работы: приобрести навыки создания проекта моделирования аналого-цифровых схем; освоить работу с модулем Probe; научиться получать временные диаграммы дискретных процессов и проводить их анализ.
Основные сведения
Основной целью моделирования аналого-цифровых электронных схем является исследование протекающих в них переходных процессов. Для этого в модуле PSpice используется анализ типа Transient (Переходный процесс) и при практической работе создается профиль с именем ‘SCHEMATIC1-transient’. После выполнения необходимых расчетов, модулем PSpice присваиваются узлам и выводам компонентов моделируемой схемы строго определенные обозначения, которые отображаются в левой части окна модуля Probe и называются списком диаграмм. Список диаграмм содержит три вида обозначений:
– аналоговые напряжения (относительно ‘земли’) обозначаются как и в аналоговых схемах. К ним добавляются только обозначения ‘земли’ (например, V(U1A:GND)) и цифрового напряжения питания (например, V (U1A:VCC)). Здесь: V – символ отображаемого напряжения, U1A – имя компонента схемы, GND – имя ‘земли’, а VCC – имя источника питания для компонента U1A;
– для узлов и соединений, на которых расположены как аналоговые, так и цифровые компоненты, наряду с указанием аналоговых напряжений есть также указание цифровых состояний. Например: U1A:Y – дискретный выход инвертора U1A; V(U1B:Y) – аналоговый выход инвертора U1B;
– для узлов и соединений, на которых находятся исключительно цифровые компоненты, указываются только цифровые состояния, например U1A:Y.
Чтобы легче разбираться в списке диаграмм, часто узлам и соединениям присваиваются псевдонимы. Например, входному узлу присваивается псевдоним in, выходному узлу – псевдоним out и
т. д. Естественно, что каждая аналого-цифровая схема имеет свои особенности не только в обозначениях самих компонентов, но и их входов и выходов. Поэтому особенности моделирования аналого-цифровых схем следует рассматривать на конкретных примерах.
Рис. 1. Аналого-цифровая схема с двумя инверторами
Задание 1. Создайте проект анализа работы простейшей аналого-цифровой схемы, приведенной на рисунке 1. Получите, проанализируйте и занесите в отчет временные диаграммы входного, выходного напряжений и цифрового состояния на выходе 2 инвертора U1A. Увеличьте фрагмент диаграмм на отрезке времени от 495 us до 505 us и при помощи курсора определите, и занесите в отчет длительность интервала неопределенного состояния U1A и уровни его выходного напряжения при переключении.
Создайте папку с именем Lab_rab2, имеющую путь доступа C:\EMb-14-1\Ivanov\Lab_rab2, а в ней папку Zadanie1 и запустите редактор CAPTURE.
Начертите схему, приведенную, на рисунке 1.
Для этого откройте окно ‘Place Part’, в поле Part которого введите имя символа источника импульсного напряжения: VPULSE, расположенного в библиотеке Source, и расположите его на рабочей поверхности. Разместите две модели инвертора 7404 (библиотека 7400) и символ резистора R1 (библиотека Analog), трижды повернув его против часовой стрелки нажатием клавиши R. Сделайте необходимые соединения.
1.1. Редактирование свойств компонентов
Отредактируйте свойства источника импульсного напряжения. Для этого двойным щелчком по символу компонента VPULSE откройте окно ‘Property Editor’, в котором отредактируйте значения обязательных свойств:
– V1=0V – нижний уровень напряжения (при начале импульса);
– V2=5V – верхний уровень напряжения (высота импульса);
– TD=0,5ms – время задержки начала импульса;
– TR=1us – длительность переднего фронта импульса (время нарастания импульса);
– TF=1us – длительность заднего фронта импульса (время затухания импульса);
– PW=0,498ms – длительность плоской вершины импульса (ширина импульса);
– PER=1ms – период следования (повторения) импульсов.
Остальные свойства оставьте без изменений.
Присвойте соединению на входе U1A псевдоним in, соединению на выходе U1B – псевдоним out, а соединению между двумя инверторами – midl. Для этого щёлкните по < Place (Разместить)>→ <Net Alias…(Рамка псевдонима…)>. В открывшемся окне ‘Place Net Alias’ введите в поле Alias: in и щёлкните по кнопке ‘OK’, закройте это окно. После этого к указателю ‘мыши’ ‘прилипает’ прямоугольник (рамка), нижнюю сторону которого совместите с соединением источника напряжения V1 и инвертора U1A. Щелчком левой кнопки ‘мыши’ закрепите псевдоним соединения, затем щёлкните по правой кнопке и в открывшемся меню щёлкните по опции End Mode (Конец режима работы). Аналогично установите псевдоним для соединения выхода первого инвертора U1A с входом второго инвертора U1В – midl и псевдоним соединения выхода второго инвертора U1B с резистором R1 – out.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 173.
