15249

Исследование ДТЛ, РТЛ и ТТЛ. Работа с АЦП и ЦАП

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторный практикум № 3 по курсу Электротехника и электроника часть 2 на тему Исследование ДТЛ РТЛ и ТТЛ. Работа с АЦП и ЦАП Вариант № 6 Данный отчет посвящен выполнению лабораторного практикума с использованием программных средств Micro-Cap 9 и MathCAD 15.

Русский

2013-06-11

1.07 MB

128 чел.

Лабораторный практикум № 3

по курсу « Электротехника и электроника, часть 2 »

на тему

«Исследование ДТЛ, РТЛ и ТТЛ.

Работа с АЦП и ЦАП»

Вариант № 6


СОДЕРЖАНИЕ

 Аннотация………………………………………………………………………………………………3

  1.  Исследование РТЛ. Микрокап.………………………………………………………………..4
  2.  Исследование РТЛ. Мультисим……………………………………………………………….6
  3.  Исследование ДТЛ. Микрокап ……………………………………………………………….8
  4.  Исследование ДТЛ. Мультисим …………………………………………………………….10
  5.  Исследование ТТЛ. Микрокап...……………………………………………………………..12
  6.  Исследование ТТЛ. Мультисим ……………………………………………………………..15
  7.  Исследование ЦАП  и АЦП в Мультисиме.………………………………………………...16

 Заключение…………………………………………………………………………………………..20

 Список литературы………………………………………………………………………………….21


Аннотация

Данный отчет посвящен выполнению лабораторного практикума с использованием программных средств Micro-Cap 9 и MathCAD 15.

В данной работе проводится исследование ДТЛ, РТЛ и ТТЛ .

В работе изучаются:

  •  логические схемы;
  •  их поведение при разных подаваемых входных сигналах,
  •  временные характеристики,
  •  таблицы истинности,
  •  работа с АЦП и ЦАП

  1.  Исследование РТЛ. Микрокап.

 

Тип транзистора определяется номером транзистора по списку в файле Sovbipol.lib:

.MODEL KT3107I                PNP(IS=10E-15 VAF=70 VAR=8V BF=460 IKF=.1A NC=4 NE=4

+                            ISE=50NA ISC=50NA RB=5 RE=.5 CJC=10PF CJE=14PF

+                            TR=100NS TF=.6NS )

Проводим временной анализ. Для этого настраиваем источники как показано на рисунке ниже:

Получаем характеристики:

Теперь исследуем логическую схему на реакции ее транзисторов при изменении подаваемого напряжения(Dinamic DC):

Получили ряд возможных реакций. Составим таблицу истинности:

Q1

Q2

OFF

OFF

OFF

ON

ON

OFF

ON

ON

 

2.Исследование РТЛ. Мультисим.

Схема:

 Проводим временной анализ. Для этого настраиваем источники также как в программе Микрокап:

Результаты для исследования реакций транзисторов получились идентичными.

Вывод:

РТЛ-элемент выполняет функцию ИЛИ-НЕ в позитивной логике или И-НЕ в негативной. Относительное низкоомное базовое сопротивление обеспечивает полное открывание транзисторов при малом потреблении тока, что однако приводит к малой нагрузочной способности элемента.

   3.Исследование ДТЛ. Микрокап.

Тип транзистора определяется номером транзистора по списку в файле Sovbipol.lib:

.MODEL KT3107I                PNP(IS=10E-15 VAF=70 VAR=8V BF=460 IKF=.1A NC=4 NE=4

+                            ISE=50NA ISC=50NA RB=5 RE=.5 CJC=10PF CJE=14PF

+                            TR=100NS TF=.6NS )

Проводим временной анализ. Для этого настраиваем источники как показано на рисунке ниже:

Теперь исследуем логическую схему на реакции ее транзисторов при изменении подаваемого напряжения(Dinamic DC):

Получили ряд возможных реакций. Составим таблицу истинности:

D1

D2

D3

D4

Q1

ON

ON

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

 

4.Исследование ДТЛ. Мультисим.

Схема:

 Проводим временной анализ. Для этого настраиваем источники также как в программе Микрокап:

Результаты для исследования реакций транзисторов получились идентичными.

Вывод:

РТЛ-элемент выполняет функцию И-НЕ. Низкий уровень на любом из входов («0») приводит к закрытию транзистора, то есть высокому уровню на выходе («1»). Транзистор открыт только тогда, когда на каждый из входов подается высокий уровень.

5.Исследование ТТЛ. Микрокап.

Тип транзистора определяется номером транзистора по списку в файле Sovbipol.lib:

.MODEL KT3107I                PNP(IS=10E-15 VAF=70 VAR=8V BF=460 IKF=.1A NC=4 NE=4

+                            ISE=50NA ISC=50NA RB=5 RE=.5 CJC=10PF CJE=14PF

+                            TR=100NS TF=.6NS )

Проводим временной анализ.

Теперь исследуем логическую схему на реакции ее транзисторов при изменении подаваемого напряжения(Dinamic DC):

Получили ряд возможных реакций. Составим таблицу истинности:

Q1a

Q1b

D1

D2

Q2

ON

ON

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

ON

6.Исследование ТТЛ. Мультисим.

Схема:

Проводим временной анализ. Для этого настраиваем источники также как в программе Микрокап:

Результаты для исследования реакций транзисторов получились идентичными.

Вывод:

РТЛ-элемент выполняет функцию И-НЕ. Как более эффективная технология, она устраняет проблему задержки прохождения сигнала. Данная проблема решена путем замены диодов на мультиэммитерный транзистор, что позволяет добиться более плотной схемы.

7.Исследование ЦАП  и АЦП в Мультисиме.

Схема:

Аналоговый сигнал является непрерывной функцией времени, в АЦП он преобразуется в последовательность цифровых значений. Следовательно, необходимо определить частоту выборки цифровых значений из аналогового сигнала. Частота, с которой производятся цифровые значения, получила название частота дискретизации АЦП.

Непрерывно меняющийся сигнал с ограниченной спектральной полосой подвергается оцифровке (то есть значения сигнала измеряются через интервал времени T — период дискретизации) и исходный сигнал может быть точно восстановлен из дискретных во времени значений путём интерполяции. Точность восстановления ограничена ошибкой квантования. Однако в соответствии с теоремой Котельникова-Шеннона точное восстановление возможно только если частота дискретизации выше, чем удвоенная максимальная частота в спектре сигнала.

Поскольку реальные АЦП не могут произвести аналого-цифровое преобразование мгновенно, входное аналоговое значение должно удерживаться постоянным по крайней мере от начала до конца процесса преобразования (этот интервал времени называют время преобразования). Эта задача решается путём использования специальной схемы на входе АЦП — устройства выборки-хранения — УВХ. УВХ, как правило, хранит входное напряжение на конденсаторе, который соединён со входом через аналоговый ключ: при замыкании ключа происходит выборка входного сигнала (конденсатор заряжается до входного напряжения), при размыкании — хранение. Многие АЦП, выполненные в виде интегральных микросхем содержат встроенное УВХ.

В моем получается примерно 4762Гц. Вычислено из периода с учетом 8 разряда.

Точность:

Имеется несколько источников погрешности АЦП. Ошибки квантования и (считая, что АЦП должен быть линейным) нелинейности присущи любому аналого-цифровому преобразованию. Кроме того, существуют так называемые апертурные ошибки которые являются следствием джиттера (англ. jitter) тактового генератора, они проявляются при преобразовании сигнала в целом (а не одного отсчёта).

Эти ошибки измеряются в единицах, называемых МЗР — младший значащий разряд. В приведённом выше примере 8-битного двоичного АЦП ошибка в 1 МЗР составляет 1/256 от полного диапазона сигнала, то есть 0,4 %, в 5-ти тритном троичном АЦП ошибка в 1 МЗР составляет 1/243 от полного диапазона сигнала, то есть 0,412 %, в 8-тритном троичном АЦП ошибка в 1 МЗР составляет 1/6561, то есть 0,015 %

1.Характеристика:

Так как отсутствует фильтр – ступеньки. Вниз характеристика не идет, так как отрицтельные значения вольт измерить нельзя.

2.Для их измерения можно включить в схему операционный усилитель или диодный мост, что приведет к смещению характеристик вверх.

Или можно:

3.При увеличении получаем большие искажения:

При уменьшении наоборот:

Заключение: Выполнив данную работу, я ознакомился с устройством логических цепей и их использование. Научился работать с АЦП и ЦАП и анализировать их в MultiSim. Изучил новые для себя возможности пакетов программ MultiSim и MicroCap.

Список литературы:

  1.  Методички для выполнения ЛР №3.
    1.  Лекции. Преподаватель: Загидулин Р.Ш..  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13625. Дуглас Ф. Без борьбы нет прогресса 13.86 KB
  Без борьбы нет прогресса Ф. Дуглас В основе существования вселенной лежит принцип конфликта именно он заставляет изменяться мир вокруг заставляет его существовать гореть и потухать поэтому главным источником существования был огонь. Миру всегда присуща критическа...
13626. Вам не удастся никогда создать мудрецов, если будете убивать в детях шалунов 14.21 KB
  Вам не удастся никогда создать мудрецов если будете убивать в детях шалунов.Ж.Ж. РуссоЯ думаю что автор хотел указать значение игровой деятельности в жизни человека отметить что игра в жизни человека занимает важное место. В процессе игровой деятельности человек мо
13627. Искусство - диалог, в котором собеседник молчит 14.23 KB
  Искусство диалог в котором собеседник молчит. Г.Ландау В данном выражении имеется сочетание искусство диалог. Диалог является одной из форм общения Таким образом получается что искусство это общение. То есть автор хотел указать что произведения искусства на
13628. История сама по себе не может заставить человека совершить грязное дело 15.68 KB
  История сама по себе не может заставить человека совершить грязное дело П.Сартр категория Философия.Огромный простор для размышлений открывает высказывание П.Сартра о роли человека в формировании истории а также истории в формировании человека. Существуют ли зак
13629. Каждый великий успех науки имеет своим истоком великую дерзость воображения 13.85 KB
  Каждый великий успех науки имеет своим истоком великую дерзость воображения. Д. Дьюи. Вначале дадим определение науки. Наука это систематизированные взгляды на окружающий мир воспроизводящие его существенные стороны в абстрактно-логической форме и основанные на науч...
13630. Вольтер. Как значимы эмоции и чувства! Это ветры, надувающие паруса корабля. Они его иногда топят, но без них он не может существовать 14.7 KB
  Как значимы эмоции и чувства Это ветры надувающие паруса корабля. Они его иногда топят но без них он не может существовать Вольтер По моему мнению высказывание Вольтера известного поэта и философа о том что эмоции и чувства играют немаловажную роль в жизни человека...
13631. Культура - лишь тоненькая яблочная кожура над раскаленным хаосом 14.08 KB
  Культура лишь тоненькая яблочная кожура над раскаленным хаосом.Ф. НицшеЯ глубоко не согласен с данным высказыванием немецкого философа XIX века Ф. Ницше. Данное высказывание принижает значение культуры для человечества. По Ницше инстинктивное бессознательное в челов...
13632. Наука не сводится к сумме фактов, как здание не сводится к груде камней 16.16 KB
  Наука не сводится к сумме фактов как здание не сводится к груде камней.А. ПуанкареНаука является одной из форм духовной культуры. Увеличение дальнейшее совершенствование научных знаний во многом определяет развитие материального производства социальноэкономическ...
13633. Поэт бесконечно уступает художнику в изображении видимого, и музыканту - в изображении невидимого 14.72 KB
  Поэт бесконечно уступает художнику в изображении видимого и музыканту в изображении невидимого. Леонардо да Винчи И поэт и художник и музыкант являются творцами искусства. Мы знаем что искусство особый способ познания и отражения действительности посредством ...