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

138 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

15278. Засвоїти способи адресування операндів в мікропроцесорі і8086 161 KB
  Лабораторна робота № 3 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Засвоїти способи адресування операндів в мікропроцесорі і8086. Набути навичок з використання різних способів адресування операндів при складанні програм мовою асемблера. Ко...
15279. Команди і директиви мови Асемблер 122.5 KB
  Лабораторна робота № 4 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд передачі інформації. Засвоїти способи адресування операндів вказаних груп команд та алгоритми їх виконання.
15280. Застосування асемблерних команд з реалізації арифметичних, логічних операцій і операцій зсуву 156 KB
  Лабораторна робота № 5 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд з реалізації арифметичних логічних операцій і операцій зсуву. Засвоїти способи адресування операндів вказаних гру
15281. Застосування асемблерних команд передачі управління. Алгоритми їх виконання 110.5 KB
  Лабораторна робота № 6 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд передачі управління. Засвоїти алгоритми їх виконання. Короткі теорет
15282. Алгоритми функціонування ланцюгових команд та способи формування адреси операнда-джерела і адреси операнда-призначення 145.5 KB
  Лабораторна робота № 7 8 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Засвоїти алгоритми функціонування ланцюгових команд та способи формування адреси операндаджерела і адреси операндапризначення за якими розташовуються ланцюго
15283. Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер 142 KB
  Лабораторна робота № 9 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Набути навичок роботи з масивами при програмуванні мовою Асемблера. Навчитися описувати одновимірні масиви в програмі; ініціювати масив; орган...
15284. Налагодження програми мовою Асемблер з оброблення двовимірних масивів 149 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з оброблення двовимірних масивів Лабораторна робота № 10 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Набути навичок роботи з масивами при програмуванні мовою Асемблера.
15285. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням циклів та розгалужень 102.5 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням циклів та розгалужень Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: набути навичок з реалізації задач мовою Асемблер що містять цикли та розгалуження. Ко...
15286. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням арифметичних операцій 76.5 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням арифметичних операцій Лабораторна робота № 13 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою асемблера. Мета роботи: Набути навичок з реалізації математичних задач мовою асемблера....