PROIECTARE ÎN ELECTRONICĂ ŞI AUTOMATIZĂRI · Simularea circuitului Generarea măştilor pentru...

SOFTWARE PENTRU

PROIECTARE ÎN

ELECTRONICĂ ŞI

AUTOMATIZĂRI

MULTISIM

MULTISIM

Multisim face parte din categoria programelor CAD (Computer Added Design)

destinat gestionării facile a etapelor de proiectare în domeniul electric.

Software-ul pentru proiectare în electronică şi automatizări MULTISIM permite:

Realizarea schemei electrice

Simularea circuitului

Generarea măştilor pentru realizarea PCB

Acest program ne oferă o gamă largă de componente care face posibilă construcţia

oricărui dispozitiv indiferent de complicitatea acestuia, analogic sau digital. În afară de asta

este posibilă urmărirea funcţionării circuitului prin simularea proceseselor de lucru. Este

posibilă testarea diferitor proiecte experimentale şi efectuarea diferitelor măsurări în orice

punct al schmelor. Simulatorul permite eliminarea diferitelor tipuri de incidente, electrocutări

şi a altor riscuri nedorite în timpul lucrărilor practice.

PREZENTARE GENERALĂ

Sistemul Multisim este destinat modelării şi analizei schemelor electrice. Programul

Multisim permite modelarea schemelor analogice, digitale şi analogo-digitale de diferită

dificultate. Acesta este un sistem de proiectare, intrare schematică, modelare analogo-digitală,

modelare VHDL/Verilog, sinteză FPGA/CPLD, prelucrare consecutivă, transmiterea

pachetelor și creearea de scheme de tipul Ultiboard.

CARACTERSITICI SOFTWARE MULTISIM

Sistem complet de proiectare a circuitelor digitale

Permite echipelor de a utiliza în comun şi de a refolosi informaţia centralizata privind

componentele

Editor schematic intuitiv

Combină interfaţa standard de utilizator a Windows

Proiectare completa, captură şi administrare mediu

Componentă încorporată pentru gestiunea informaţiei

Bibliotecile şi editorul de părţi, permit crearea şi editarea părţilor în bibliotecă sau

direct din pagina de schemă

Permite crearea bibliotecii principale FPGA, piese pentru aparate care deţin sute de

pini

Reutilizează datele de proiectare prin „copy“ şi „paste“ în cadrul unei scheme sau între

scheme

Inserează opţiuni pentru „drag“, „bookmarks“ „logo“, şi imagine matricială bitmap

Circuite de proiectare digitală cu editor de text VHDL

INTERFAŢA CU UTILIZATORUL

Programul Multisim are o interfaţă “prietenoasă”, cu butoane marcate sugestiv raportat

la funcţionalitatea acestora.

Oferă o varietate mare de interfeţe pentru afişarea rezultatelor sub forma unor

instrumente de măsură care reproduc fidel modelele reale aflate pe piaţă.

Interfaţa programului cu utilizatorul este tipică, ca pentru orice tip de programe de

tipul „Window”.

DESCRIEREA PROGRAMULUI MULTISIM

Fereastra programului este prezentată în fig.1.

Fig. 1 Fereastra principală a programului

Plasați circuitul în această

suprafață de lucru

MULTISIM TUTORIAL

Plasarea Componentelor

Pentru a plasa componentele faceţi clic pe Place/Components. După ce a-ţi selectat

componenta, faceţi clic pe fereastră Group pentru a selecta componentele necesare

pentru circuit. Faceţi clic pe OK pentru a plasa componentele pe schema.

Figura 1: Selectarea Rezistenței Figura 2: Selectarea tensiunii DC

De exemplu, pentru a selecta rezistenţe şi sursă de curent continuu, prezentată în

Figura 3 faceţi click pe Place/ Components. În Group selectaţi Basic la Rezistenţe şi

selectaţi valoarea rezistorului necesar pentru a construi circuitul, pentru acest

exemplu, selectaţi 1k. Pentru a plasa DC faceţi clic pe Sources din cadrul Group şi

selectaţi DC Source. Aşa cum se arată în Figura 1 şi Figura 2.

Figura 3

Componente virtuale

Componente pot fi de asemenea folosite in circuit folosind Virtual components.

Faceţi clic pe View - Toolbars si selectaţi bara de instrumente necesare pentru circuit.

Figura 4: Componente Virtuale Rotirea componentelor Pentru a roti componente click dreapta pe rezistor la flip la 90 Clockwise (Ctrl + R) şi

90 Counter Clockwise (Ctrl + Shift + R).

Figura 5 Rotirea componentelor

Conectarea Componentelor

Pentru a conecta rezistori faceţi clic pe Place/Wire. Componentele pot fi conectate

prin apasarea mouse-ul peste marginea unei componente si tragand la marginea altei

componente. Referinţă Figura 6.

Figura 6: Conectarea componentelor

Schimbarea Valori Componentelor

Pentru a schimba valorile componentelor dublu click pe componentă. Va apărea o

fereastră care afişează proprietăţile componentei. Referinţă Figura 7. Schimbaţi

valoarea lui R1 de la 1k Ohm la 10 Ohmi, R2 la 20 Ohmi, R3 până la 30 ohmi,şi R4 la

40 de Ohmi. De asemenea, modifica sursa DV de la 0 V la 20 V. Figura 8 prezinta

circuitul complet.

Figura 7: Schimbarea valorilor componentelor

Figura 8: Circuitul complet

Împământarea

Toate circuitele trebuie să fie legate la împământare înainte de simulare. Click pe

Ground în bara de instrumente. În cazul în care circuitul nu este legat la pământ,

Multisim nu va rula simularea.

Figura 9: Legarea la pământ

Simularea

Pentru a simula circuitul finalizat click pe Simulate/Run sau F5. Această

caracteristică poate fi de asemenea accesat din bara de instrumente după cum se arată

în figura 10 de mai jos.

Figura 10: Simularea

ANALIZA CIRCUITULUI

Multisim ofera mai multe moduri de a analiza circuitului folosind instrumente

virtuale. Unele dintre instrumentele de bază necesare pentru acest laborator sunt

descrise mai jos.

1) Multimetru Utilizaţi Multimetru pentru a măsura tensiunea AC sau DC sau curentul,

precum şi rezistenţa sau pierderea decibeli între două noduri într-un circuit.

Pentru a utiliza Multimetru faceţi clic pe butonul Multimetru în bara de

instrumente Instruments şi faceţi clic pe icoană. Faceţi dublu-clic pe icoana

pentru a deschide ecranul instrumentului, care este utilizat pentru a introduce

setări şi vizualizarea măsurătorilor.

Figura 11: Multimetru

Pentru a măsura tensiunea, plasaţi multimetru în paralel cu componenta

(rezistenţă, tensiune etc.)

Pentru a măsura curentul, plasaţi multimetru în serie cu componenta. Referinţă

Figura 12 şi 13.

Figura 12: Măsurare tensiune Figura 13: Măsurare curent

2) Wattmetru Wattmetru măsoarp puterea. Este folosit pentru a măsura magnitudinea de

putere activă, care este, produs de diferenţa de tensiune şi curent care curge

prin intermediul terminalelor.

Figura 14: Wattmetru

Pentru a utiliza instrumentul, faceţi clic pe butonul Wattmetru în bara de

instrumente Instruments şi faceţi clic pe icoană. Faceţi dublu-clic pe icoana

pentru a deschide ecranul instrumentului, care este utilizat pentru a introduce

setări şi vizualizarea măsurătorilor. Referinţă Figura 15 pentru mai multe

detalii. Figura 15: Conectarea Wattmetrului

3) Multimetru Agilent

Agilent Mulitmeter Instrumentul poate fi, de asemenea, utilizate pentru măsurarea

şi simularea circuitelor cu mai multă acurateţe. Pentru a utiliza multimetru faceţi

clic pe butonul instrument Agilent Multimetru şi faceţi dublu-clic pe icoana pentru

a deschide instrumentul. Faceţi clic pe butonul Power pentru a comuta pe

instrument.

Figura 16: Agilent Multimeter.

4) Ampermetru

Ampermetru oferă avantaje faţă de multimetru pentru măsurarea curentului într-un

circuit. Ocupă mai puţin spaţiu într-un circuit şi puteţi roti terminalele sale.

Conectaţi întotdeauna ampermetru în serie cu sarcina. Pentru a plasa

Ampermetru faceţi clic pe View--- Toolbar --- Select Measurement Components. A

se vedea figura 17 privind modul de utilizare a Ampermetrului.

Figura 17: Ampermetrul

5) Voltmetru

Voltmetru oferă avantaje faţă de multimetru pentru măsurarea tensiunii într-un

circuit. Conectaţi întotdeauna voltmetru în paralel cu sarcina. Voltmetru poate

fi găsit în bara de instrumente de măsurare.

Figura 18: Voltmetru

INTERFAŢA PROGRAMULUI

Fereastra programului este prezentată în fig.1.1. Principalele meniuri și

bare cu instrumente ale programului sunt:

1. Menus – meniul programului, este acelaşi ca pentru orice program

Windows, unde puteţi găsi orice funcţie dorită a programului.

2. System toolbar – bara de sistem, conţine butoanele necesare pentru

îndeplinirea celor mai frecvente funcţii.

3. Component toolbar – bara de componente, este bara cu butoane a

componentelor disponibile în program.

4. Instruments toolbar – bara de instrumente, este bara cu instrumentele

disponibile în program.

5. Circuit window – fereastra circuitului, este fereastra de lucru a

utilizatorului, în care se va desena circuitul electric.

Fig. 1.1 Interfaţa programului

1.1.2 Meniurile și barele cu instrumente ale programului „Multisim ”

A. MENIURI

Bara de meniuri a programului „Multisim ” (fig.1.1) se află în partea de sus a

ferestrei programului. Meniurile se activează prin selectarea cu ajutorul cursorului

şi apăsarea tastei stângi al mouse-lui, sau prin combinaţia tastelor Alt+litera

subliniată din denumirea meniului. Acest mod de activare a meniurilor şi

comenzilor este valabil pentru orice comandă, o literă a căreia este subliniată.

Interfaţa software-ului Multisim constă din următoarele elemente:

Meniul File conţine comenzile de operare cu fişierele, lucru cu imprimanta

şi ieşire din program.

Meniul Edit conţine comenzile de lucru cu memoria de schimb de date, ca

copierea, tăierea, inserarea şi rotirea componentelor.

Meniul View conţine comenzile pentru vizualizarea şi ascunderea

elementelor ferestrelor schemei de tipul grilă, limitele paginii şi tabloul cu

instrumente.

Meniul Place conţine comenzile de plasare a componentelor, a unor texte

suplimentare, a punctelor de conexiune şi a terminalelor de intrare/ieşire a

circuitului.

Meniul Simulate conţine comenzile de lucru cu circuitul desenat, alegerea

instrumentelor necesare, alegerea tipului de analiză a schemei şi lansarea ei,

opţiunile afişării pe ecran a parametrilor generali ai schemei.

Meniul Transfer conţine comenzile de transferare şi memorare a schemei în

alte programe cu extensia (*.NET) şi (*.PLC), comenzile de transfer a rezultatelor

în programele Excel şi MathCAD.

Meniul Tools conţine comenzile de creare, editare, copiere a componentelor,

şi de intrare în baza de date a componentelor.

Meniul Option din acest meniu poate modifica parametrii ecranului,

permite afişarea sau ascunderea descripţiilor componentelor, schimbarea

denumirii circuitului, punerea unelor restricţii asupra circuitului şi punerea

parolei.

În meniul Help se găsesc comenzile de deschidere a programului de ajutor.

Trebuie de menţionat că unele din comenzile meniului sunt dublate prin

butoane în partea de sus a ferestrei programului, sub bara de meniuri. Destinaţia lor

va fi lămurită în cele ce urmează.

B. Barele cu instrumente

Standard Toolbar

Creează un nou fișier

Deschide un fișier

Deschide un exemplu

Salvează

Tipărește circuitul

Vizulizare înaintea tipăririi

Taie

Copie

Lipește

Undo

Redo

Main Toolbar

Simulation Toolbar

Rulează simularea

Pauză

Oprește simularea

Pauză la următorul pas

Un pas în

Un pas peste

Un pas în afară

Rulare

Comutare

Ștergere

View Toolbar

Vizualizare în Full Screen

Mărire

Micșorare

Mărirea zonei selectare

Mărire până la suprafața paginii

Components Toolbar

Graphic Annotation Toolbar

Plaseză o Imagine pe suprafața de lucru

Plaseză un Poligon pe suprafața de lucru

Plaseză un Arc de Cerc pe suprafața de lucru

Plaseză o Elipsă pe suprafața de lucru

Plaseză un Dreptunghi pe suprafața de lucru

Plaseză Linii Drepte pe suprafața de lucru

Plaseză o Linie Dreaptă pe suprafața de lucru

Plaseză Text pe suprafața de lucru

Plaseză un Comentariu pe suprafața de lucru

Instruments Toolbar

Plasează un Multimetru pe suprafața de

lucru

Generator de funcții

Plasează un Wattmetru pe suprafața de

lucru

Plasează un Osciloscop pe suprafața de

lucru

Plasează un Osciloscop cu 4 canale pe

suprafața de lucru

Bode Plotter

Plasează un numărător de frecvență pe

suprafața de lucru

Generator de cuvinte

Plasează un analizor logic pe suprafața de

lucru

Plasează un Convertor logic pe suprafața

de lucru

Plasează un IV Analizor pe suprafața de

lucru

Plasează un analizor de distorsiune pe

suprafața de lucru

Plasează un Analizor de spectru pe

suprafața de lucru

Plasează un Analizor de rețea pe suprafața

de lucru

Plasează un Generator de funcții Agilent

pe suprafața de lucru

Plasează un Multimetru Agilent pe

suprafața de lucru

Plasează un Osciloscop Agilent pe

suprafața de lucru

Plasează un Osciloscop Tektronix pe

suprafața de lucru

Plasează un curent de probă pe suprafața

de lucru

Plasează un Instrument LabVIEW pe

suprafața de lucru

Probă de măsură: atașeză o probă la

pointerul mouse-ului ce măsoară tensiune,

curent și frecvență. Poate fi plasat înaintea

simulării (probă statică) sau în timpul

simulării (probă dinamică).

1.1.3 Plasarea principalelor elemente de circuit

Procesul de plasare a elementelor circuitului în programul „Multisim ” este

simplu şi rapid datorită modului de reprezentare grafică a componentelor. El se

aseamănă cu desenarea unei scheme electrice.

Se apăsă mai întâi butonul Multisim Design Bar , apoi din

grupul de butoane de selecţie a componentei (fig.1.2) se deschide un submeniu în

care pot fi găsite componentele necesare. Prin metoda tipică pentru Windows,

Drag-&-Drop (tragere şi plasare), componenta selectată se aranjează în locul

potrivit şi apoi prin apăsarea dublu clic a mouse-lui, din meniul apărut se

selectează parametrii componentei şi se indică denumirea ei, denumire care va fi

afişată pe schemă.

După ce toate componentele au fost selectate, ele se interconectează. Pentru

aceasta, cursorul se poziţionează pe borna elementului, se apasă butonul stâng al

mouse-lui, se duce cursorul la borna a doua, apoi se apasă din nou butonul stâng al

mouse-lui. Dacă este necesară conectarea a două fire ce se intersectează, în locul

intersecţiei se pune punctul de conexiune.

După ce desenarea schemei a fost terminată, circuitul se salvează. Pentru

aceasta se apasă butonul cu pictograma unei dischete sau din meniul File se alege

comanda Save. La prima salvare programul afişează fereastra interactivă Save

Circuit File, unde utilizatorul trebuie să indice denumirea fişierului salvat şi locul

unde acesta poate fi salvat.

Fig.1.2 Grupul de butoane de selecţie a unei componente

1.1.4 Principalele tipuri de analiză efectuate de program

În „Multisim ” există mai multe tipuri de analiză care se împart în patru

grupuri:

1. Şase tipuri de bază a analizei:

- Analiza de curent continuu;

- Analiza proceselor de tranziţie;

- Analiza de curent alternativ;

- Analiza Fourier;

- Analiza zgomotului în circuit;

- Analiza distorsiunilor.

Analiza de bază permite măsurarea răspunsului circuitului pentru a-i înţelege

comportamentul de bază.

2. Analiza variaţiilor

3. Analiza de nivel înalt

4. Două analize statistice

Aceste două analize ne asigură informaţia referitoare la asamblarea reală a

circuitului studiat. Utilizând statistica putem “asambla virtual” schema şi să

analizăm produsul rezultant.

1.1.5 Instrumentele puse la dispoziţie de program

Programul „Multisim ” pune la dispoziţia utilizatorului şase instrumente

virtuale de măsură. Datorită exteriorului “ca şi real” este foarte simplu de a lucra

cu ele. Instrumentele se aleg prin apăsarea butonului “Instruments”.

La apăsarea lui, apare o fereastră (fig.1.3) în care schematic sunt reprezentate

instrumentele disponibile şi anume :

1. Multimetru

2. Generator funcţional

3. Watmetru

4. Osciloscop

5. Ploter Bode

6. Generator de cuvinte

7. Analizator logic

8. Convertor logic

9. Analizator de distorsiuni

10. Analizator de spectru

11. Analizator de reţea

Pentru a utiliza un dispozitiv, este necesară poziţionarea cursorului pe figura

lui şi apăsând butonul stâng a mouse-lui îl selectăm, apoi se deplasează

instrumentul la locul necesar şi se apasă butonul stâng a mouse-lui pentru a-l

poziţiona în acel loc.

Fig.1.3 Meniul Instruments

1.1.6. Afişarea rezultatelor în program

La terminarea efectuării analizei, rezultatele se afişează în fereastra de

afişare a graficelor analizelor (fig.1.6). Această fereastră poate fi deschisă prin

alegerea comenzii Analysis graphs, sau prin apăsarea concomitentă a tastelor Ctrl

+ G.

Fereastra analizei are setul propriu de butoane, care permite:

- salvarea rezultatelor analizei în formatul propriu programului „Multisim”

- transferarea rezultatelor în formatul programelor „Mathcad” sau „Excel”

- citirea fişierelor cu aceste formate

- crearea de fişiere noi

- Print Preview

- Print.

Filtru RC

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fig. 1.6. Fereastra de afişare a graficelor analizelor

Un alt grup de butoane permite de a selecta şi a copia porţiunile graficelor

pentru a le introduce în alte programe. Astfel butoanele Cut, Copy şi Paste sunt

binecunoscute şi îndeplinesc aceleaşi funcţii ca şi în Windows.

Cu ajutorul cursorului mouse-lui putem selecta unul din grafice şi mări unele

porţiuni.

Următoarele butoane servesc prelucrării imaginii şi îndeplinesc următoarele

funcţii:

6–arată/ascunde caroiajul,

7 – arată/ascunde legenda,

8 – arată/ascunde cursoarele,

9– inversează culorile,

10 – proprietăţile graficelor,

11 – transferă rezultatele în formatul programelor „Excel”,

12– transferă rezultatele în formatul programelor „Mathcad”.

1.2. Lucrul cu programul MULTISIM

1.2.1. Lansarea în execuţie a programului

Lansarea programului se efectuează prin apăsarea butonului “Electronic

Workbench Multisim” din submeniul Programs a meniului butonului Start. De

asemenea, cu ajutorul comenzii Find din acelaşi meniu poate fi găsit fişierul

msm.exe, care este un fişier de lansare a programului şi prin apăsarea lui se

porneşte programul. Însă cea mai simplă metodă este crearea short cut-ului, a

etichetei programului pe fereastra principală Windows. Pentru aceasta se găseşte şi

se selectează fişierul Multisim.exe, apoi se apasă tasta dreaptă a mouse-lui şi din

meniul ce a apărut se alege submeniul Send To, iar din variantele propuse se alege

Short Cut to Desktop.

1.2.2. Deschiderea şi închiderea fişierelor

Comenzile de deschidere a fişierului şi creare a unui fişier nou se află în

meniul File, precum şi există butoane speciale care efectuează aceeaşi

funcţie.

Comanda File/New deschide o fereastră fără nume în care poate fi

creat un circuit nou. Dacă circuitul curent a fost modificat, programul întreabă dacă

aceste schimbări trebuie salvate înainte de închidere. La pornirea programului un

circuit nou fără titlu apare automat.

Comanda File/Open deschide un fişier circuit creat anterior. Ea afişează

fereastra de dialog a fişierelor standartă. Dacă este necesar se schimbă discul şi

catalogul către cel care conţine fişierul necesar. Pot fi deschise fişiere cu extensia

(*.msm),(*.ca*), (*. Cd*),( *. Cir), şi (* .ewb) .

1.2.3. Salvarea fişierelor

Comanda File/Save salvează circuitul curent. Se afişează fereastra

standard de salvare a fişierelor. Dacă este nevoie se poate schimba catalogul şi

discul unde va fi salvat fişierul. La denumirea fişierului salvat se adaugă automat

extensia .msm.

Comanda File/Save As salvează circuitul curent cu un nume nou. Circuitul

iniţial rămâne neschimbat.

Comanda File/Revert to Saved restabileşte circuitul în forma care acesta a

avut-o la ultima salvare.

1.2.4. Importul şi exportul fişierelor

Comanda File/Import importă fişierele text de tip SPICE (extensia .net sau

.cir) şi le convertețe în fişiere schematice.

Comanda File/Export salvează fişierul circuitului în fişiere cu unul din

următoarele formate: .net, .scr, .cmp, .cir, plc.

1.2.5. Lucrul cu imprimanta

Comanda File/Print tipăreşte tot circuitul şi instrumentele lui sau

unele părţi ale lui. Obiectele ce vor fi tipărite se selectează în ordinea în care se

doreşte ca ele să fie scoase la tipărit. Dacă spaţiul permite, vor fi tipărite mai multe

obiecte pe o pagină. For printing, zoom to permite de a specifica dimensiunile cu

care va fi tipărit circuitul. “Fit to Page” ajustează circuitul astfel ca el să încapă pe

o pagină.

Comanda File/Print Setup afişează fereastra standartă a opţiunilor de

tipărire, din care ne putem conecta la altă imprimantă conectată şi a specifica

orientarea imaginii, dimensiunile hârtiei, sursa de hârtie şi alte opţiuni. Pentru

circuitele care sunt mai largi este preferabilă utilizarea orientarea da tip album.

Dacă circuitul este prea mare pentru a încăpea pe o singură foaie de hârtie, el va fi

împărţit automat pe un număr necesar de coli.

1.2.6. Închiderea programului

Comanda File/Exit închide fişierele curente şi închide programul „Multisim

MULTISIM”. Dacă există schimbări nesalvate, programul cere salvarea acestora.

La închiderea programului duce apăsarea butonului cu crucea diagonală situat în

colţul dreapta-sus sau prin combinaţia de taste Alt+F4.

1.3.Componenetele disponibile în MULTISIM

1.3.1 Surse de curent şi tensiune

În cele ce urmează vor fi descrise sursele de curent şi tensiune disponibile în

programul „Multisim ” (fig.3.1.).

Masa este punctul de referinţă pentru nivelele de tensiune oriunde este

utilizat curentul electric. Componenta ce indică masa asigură această referinţă.

Orice circuit ce foloseşte un amplificator operaţional, transformator, sursă dirijată

sau osciloscop trebuie să fie conectat la masă. De asemenea, circuitele ce conţin

atât elemente analogice cât şi numerice trebuie conectate obligatoriu la masă.

Fig. 3.1. Sursele disponibile în ”Multisim ”

1. Bateria este o sursă de tensiune de curent continuu. Ea poate avea orice

valoare de la V la kV.

2. Sursa de curent continuu poate fi ajustată în limitele A - kA.

3. Sursa de tensiune de curent alternativ poate fi ajustată de la V la kV.

De asemenea pot fi ajustate frecvenţa şi faza.

4. Sursa de curent alternativ poate fi ajustată de la A la kA. De

asemenea pot fi ajustate frecvenţa şi faza.

5. Sursa de tensiune dirijată de tensiune. Valoarea tensiunii de ieşire a

sursei de tensiune dirijată de tensiune depinde de tensiunea aplicată la intrare. Cele

din urmă sunt legate prin parametrul numit coeficientul de amplificare a tensiunii,

care este raportul tensiunii de ieşire la tensiunea de intrare. Coeficientul de

amplificare în tensiune poate avea orice valoare de la V/V până la kV/V.

1.3.2 Componentele de bază

1. Conectorul. Conectorul se foloseşte pentru a conecta firele circuitului.

Un conector are patru terminale, unul de fiecare parte. El poate conecta maxim

patru fire. Conectoarele se creează automat atunci când un fir se prelungeşte până

la intersecţia cu alt fir.

2. Rezistenţă. Valoarea rezistenţei poate fi cuprinsă între 1 şi M.

3. Condensator. Capacitatea condensatorului poate fi cuprinsă între pF şi F.

4. Inductanţa. Valoarea inductanţei poate fi cuprinsă între H şi H.

5. Transformatorul. Principalul parametru ai unui transformator este

raportul w1/w2=n. O condiţie importantă este că ambele părţi trebuie să aibă un

punct comun, care poate fi masa.

6. Releu. Posedă aşa parametri ca inductanţă şi curentul de activare.

7. Comutator. Comutatorul cu un singur pol se închide sau deschide prin

apăsarea unei taste de pe tastatură. Tasta se specifică în Tabelul de valoare a

ferestrei dialog Circuit/Component Properties.

8. Comutator cu întârziere.

9. Comutator dirijat de tensiune.

10. Comutator dirijat de curent.

11. Rezistenţă de balanţă.

12. Potenţiometru. În tabelul de valoare a ferestrei dialog

Circuit/Component Properties se instalează rezistenţa potenţiometrului, valoarea

iniţială (în %) şi creşterea (în %). De asemenea, se indică tasta prin apăsarea căreia

va fi controlată valoarea potenţiometrului. Pentru a micşora valoarea

potenţiometrului se apasă tasta indicată, iar pentru a o mări se foloseşte aceeaşi

tastă concomitent cu apăsarea tastei Shift.

13. Matrice de rezistenţe. Conţine opt rezistenţe identice. Valoarea

rezistenţelor se ajustează, apăsând dublu pe imaginea matricii şi selectând meniul

Value tab.

14. Comutator analogic dirijat de tensiune. Are aceeaşi funcţie ca şi

comutatorul mecanic. Cînd tensiunea de dirijare este sub valoarea selectată,

comutatorul este deconectat. Când tensiunea trece peste valoarea aleasă

comutatorul se deschide şi semnalele de intrare şi ieşire sunt conectate.

15. Condensator polarizat. Trebuie conectat cu polaritatea corectă, în caz

contrar va fi afişat un mesaj de eroare.

16. Condensatorul variabil. Valorile lui se instalează în acelaşi fel ca şi a

potenţiometrului.

17. Inductanţă variabilă. Valorile se instalează la fel ca şi la potenţiometru.

18. Bobină.

19. Bobină de şoc.

20. Transformator neliniar.

1.3.3 Indicatoare

Indicatoarele îndeplinesc aceleaşi funcţii ca şi multimetrul, cu diferenţa că

putem utiliza nu numai un singur indicator, ci atâtea de câte avem nevoie. Ele se

amplasează în locurile necesare şi în timpul analizei ne arată starea circuitului.

În MULTISIM sunt disponibileurmătoarele indicatoare (fig.3.3):

1. Voltmetru. Serveşte pentru măsurarea tensiunii de curent continuu sau

alternativ între două puncte a circuitului. La conectarea indicatorului în circuit

trebuie de avut în vedere că partea cu linia mai groasă este borna negativă. Pentru a

specifica care din voltmetre să măsoare tensiunea de curent continuu, şi care

tensiunea de curent alternativ se apasă dublu pe imaginea voltmetrului şi se alege

modul dorit. Când se măsoară tensiunea alternativă, voltmetrul indică media

pătratică. Rezistenţa internă a voltmetrului este de 1 M, însă ea poate fi

schimbată.

2. Ampermetru. Se conectează în serie cu circuitul în care dorim să

măsurăm curentul. Partea cu latura îngroşată este borna negativă. Pot fi folosite

mai multe ampermetre odată. Pentru a specifica ce fel de curent va fi măsurat se

Fig.3.3. Indicatoare

apasă de două ori butonul stâng a mouse-lui asupra figurii ampermetrului şi se

alege modul dorit. Când ampermetrul este setat pentru măsurarea curentului

alternativ, el indică valoarea medie pătratică. Rezistenţa internă a ampermetrului

este de 1 m.

3. Lampă. Este o componentă rezistivă care disipează energie în formă de

lumină. Pentru lampă se specifică puterea de la mW până la kW, şi voltajul ei

maxim de la mV la kV. Lampa se stinge dacă tensiunea ce cade pe ea depăşeşte

Umax sau dacă puterea este mai mare decât Pmax. Pentru circuite de curent alternativ

Umax este valoarea de vârf şi nu cea medie pătratică.

4. Indicatorul cu şapte segmente. Serveşte pentru lucrul cu circuite

numerice. Şapte terminale dirijează cu segmentele de la a la g. Când tensiunea

terminalului este înaltă (1), segmentul corespunzător se aprinde.

5. Indicatorul cu şapte segmente cu decodor. Acest indicator este mai

simplu de utilizat decât pe cel precedent deoarece el cere numai patru intrări.

Fiecare cifră hexazecimală (de la 0 la 9 şi de la A la F) este afişată de fiecare dată

atunci când se recepţionează ei binar de 4 biţi.

6. LED. Diodă luminiscentă se aprinde atunci când “1” sau tensiunea înaltă

se aplică la terminalul de intrare. Ea nu cere rezistenţe externe sau unire la masă,

deşi circuitele practice trebuie să le posede. LED-ul se ataşează la orice punct al

circuitului digital pentru a indica nivelul “1” sau “0”. Este utilă folosirea LED-ul

pentru a arăta cum funcţionează numărătoarele, bistabilele şi alte circuite similare.

7. Soneria. Soneria se foloseşte de boxa calculatorului pentru a simula

soneria piezoelectrică. Ea impune boxelor calculatorului să sune atunci când

tensiunea prin ea trece peste limita indicată.

8. Indicatorul bară de LED-uri. Reprezintă o matrice de diode

luminiscente aranjate latură la latură. Această componentă poate fi folosită pentru a

indica vizual creşterea sau scăderea tensiunii. Tensiunea ce va fi măsurată trebuie

decodată în nivele utilizând comparatoare pentru dirijarea fiecărui LED.

Terminalele din stânga sunt anozii, iar cele din dreapta catozii.

9. Indicatorul bară de LED-uri cu decodor. Are aceeaşi funcţie ca şi

decodorul precedent. Deosebirea este că acest indicator are circuitul de decodare

propriu. Astfel, el necesită la intrare numai tensiunea ce trebuie măsurată.

1.4. INSTRUMENTELE DE MĂSURĂ DISPONIBILE ÎN

MULTISIM

1.4.1 MULTIMETRU

Multimetrul (fig.4.1.) se utilizează pentru a măsura curentul sau tensiunea

alternative şi continue, rezistenţa sau decibelii pierduţi între două puncte a

circuitului. Multimetrul se ajustează automat, deci limitele de măsură nu trebuie

specificate. Rezistenţa lui internă şi curentul sunt aproape de valoarea ideală, care

poate fi schimbată prin apăsarea tastei Settings.

Opţiunile multimetrului ca ampermetru. Multimetrul trebuie introdus în

serie, exact la fel ca şi ampermetrul obişnuit. Pentru a măsura curentul în alt loc al

circuitului, multimetrul trebuie reconectat în serie şi circuitul trebuie activat din

nou. Conectat ca ampermetru, multimetrul are o rezistenţă internă foarte mică. Ea

poate fi schimbată utilizând butonul Ajustare.

Opţiunile multimetrului ca voltmetru. Se selectează V şi multimetrul se

conectează în paralel cu circuitul pe care se va măsura tensiunea. După ce circuitul

a fost activat, sondele pot fi mişcate pentru a determina tensiunea în alte puncte ale

circuitului.

Când multimetrul este utilizat ca voltmetru, el are o rezistenţă internă foarte

mare, de 1 G. Ea poate fi schimbată utilizând butonul Ajustare.

Fig.4.1. Multimetru

Opţiunile multimetrului ca Ohmmetru. Această opţiune măsoară

rezistenţa între două puncte. Cele două puncte şi totul ce este între ele se numesc

reţea de componente.

Pentru a obţine rezultate corecte trebuie de luat în consideraţie următoarele:

- nu există surse în reţeaua de componente

- componenta sau reţeaua de componente sunt legate la masă

- multimetrul este comutat la curent continuu

- nu mai este nimic legat în paralel cu componenta sau reţeaua de

componente

Ohmmetrul generează curent de 1 nA, care poate fi schimbat utilizând

butonul Ajustare. Dacă ohmmetrul a fost conectat la alte puncte, circuitul trebuie

reactivat.

Multimetrul conectat ca măsurător de atenuare. Multimetrul este acordat

la 1 V , dar poate fi schimbat utilizând butonul Ajustare.

Modurile de semnal în multimetru. Butonul cu unda sinusoidală măsoară

media pătratică a tensiunii sau curentului în semnalul alternativ. Orice componentă

continue a semnalului este eliminată, deci se măsoară numai componenta

alternativă. Butonul cu linia dreaptă măsoară tensiunea şi curentul semnalului

continuu.

Reglajul intern al multimetrului. Dispozitivul ideal de măsurare nu

influenţează asupra circuitului ce va fi măsurat. Multimetrul din MULTISIM, ca un

multimetru real, este aproape ideal. El utilizează numere foarte mari şi foarte mici

pentru a calcula valorile aproape ideale ale circuitului. Pentru cazuri speciale,

comportamentul dispozitivului de măsurare poate fi schimbat prin variaţia

parametrului ce modelează acţiunea lui.(Valorile trebuie să fie mai mari decât 0.)

Pentru a afişa reglările interne se apasă butonul Ajustare.

1.4.2 GENERATORUL DE FUNCȚII

Generatorul de funcții(fig.4.2.) este o sursă de tensiune care poate asigura

oscilaţii sinusoidale, triunghiulare şi dreptunghiulare. El asigură o cale comodă şi

realistă pentru a asigura alimentarea în circuit. Forma oscilaţiei poate fi schimbată

iar frecvenţa, amplitudineaa, coeficientul de umplere şi tensiunea offset a ei pot fi

dirijate.

Diapazonul de frecvenţe al generatorului de funcții este destul de mare

pentru a asigura atât frecvenţe audio cât şi radio.

Generatorul de funcții are trei borne prin care oscilaţiile pot fi aplicate

circuitului. Borna comună asigură nivelul de referinţă pentru semnal.

Pentru a face ca semnalul de referinţă să coincidă cu masa, terminalul comun

se conectează la masă.

Terminalul pozitiv (+) asigură oscilaţii în direcţia pozitivă faţă de terminalul

neutral comun. Terminalul negativ (-) asigură oscilaţii în direcţia negativă.

Pentru a selecta forma oscilaţiilor, se apasă butonul unde sinusoidale,

triunghiulare sau dreptunghiulare.

Pentru a modifica oscilaţiile triunghiulare sau dreptunghiulare, se schimbă

coeficientul de umplere după cum este descris mai jos:

- Frecvenţa(1 Hz – 999MHz). Această opţiune determină numărul ciclurilor pe

secundă.

Fig.4.2. Generator de funcții

- Coeficientul de umplere(1% - 99%). Această opţiune nu influenţează

oscilaţiile sinusoidale.

- Amplituda (1V – 999kV). Această opţiune controlează tensiunea semnalului,

măsurată de la nivelul curentului continuu, până la valoarea de vârf.

- Tensiunea offset (-999 kV şi 999 kV). Această opţiune controlează nivelul

tensiunii continue de asupra căreia variază semnalul alternativ. Tensiunea offset cu

nivelul 0 poziţionează oscilaţia de-a lungul axei x al osciloscopului. Valoarea

pozitivă ridică nivelul continuu, iar valoarea negativă îl coboară.

1.4.3 OSCILOSCOP

Osciloscopul cu două canale (fig.4.3.) afişează mărimea şi frecvenţa

variaţiilor semnalelor electrice. El poate asigura graficele puterii a unui sau două

semnale în timp, sau permite de a compara o oscilaţie cu alta. Odată ce circuitul a

fost activat şi comportamentul lui simulat, sondele pot fi deplasate la un alt punct

de testare, fără de a reactiva circuitul. Deplasarea sondelor automat redesenează

oscilaţiile pentru punctele noi de testare. Osciloscopul poate fi reglat în timpul

simulării şi afişarea va fi redesenată automat.

Dacă osciloscopul este reglat pentru a obţine mai multe detalii, oscilaţia

poate arăta ruptă sau clipitoare. În aşa caz se activează din nou circuitul. Precizia

oscilaţiilor poate fi ridicată prin creşterea timpului simulării (se alege tabelul

Instrumente din fereastra de dialog Analysis/Analysis Options).

Scara de timp (0,10 ns/div – 1 s/div) controlează scară orizontală a

osciloscopului sau axa x când se compară mărimea semnalului contra timp (Y/T).

Pentru a obţine imaginea corectă, scara de timp se ajustează invers proporţional cu

frecvenţa generatorului funcţional sau a sursei de curent alternativ.

Fig.4.3.

Osciloscop

Poziţia X (-5.00 – 5.00). Acest reglaj controlează punctul de start a

semnalului pe axa x. Când poziţia X este 0, semnalul începe în colţul stâng a

ecranului. Valorile pozitive împing punctul de început spre dreapta, iar valorile

pozitive spre stânga.

Axele (Y/T, A/B, B/A). Axele ecranului osciloscopului pot fi comutate de la

indicarea mărimii semnalului contra timp (Y/T) la indicarea unui canal de intrare

contra altuia (A/B sau B/A).

Unirea la masă. Osciloscopul nu trebuie conectat la masă atâta timp, cât

circuitul este conectat la masă.

Reglările pentru canalele A şi B (0,01 mV/div – 5 kV/div). Acest reglaj

determină scara axei y. El de asemenea reglează scara când A/B sau B/A sunt

selectate. Pentru a obţine o imagine bună, scara se ajustează în funcţie de tensiunea

aşteptată.

Poziţia Y (-3.00 – 3.00). Acest reglaj controlează punctul de origine pentru

axa y. Când poziţia Y este reglată la 0.00 punctul de origine intersectează axa x.

Mărirea poziţiei Y deplasează punctul de origine în sus şi invers. Diferenţa între

poziţiile Y între canalele A şi B pot ajuta compararea oscilaţiilor.

Conexiunea de intrare (AC, 0, DC). Cu conexiunea AC () curent

alternativ, va fi afişată numai componenta alternativă a semnalului. Conexiunea

AC are efectul amplasării condensatorului în serie cu sondele osciloscopului. Ca şi

în osciloscopul real utilizarea conexiunii AC face ca primul ciclu afişat să fie

neacurat. Odată ce semnalul continuu a fost calculat şi eliminat oscilaţiile vor fi

acurate.

Cu conexiunea DC (curent continuu) este afişată suma componentelor

alternative şi continui. La selectarea 0 se afişează linia plată de referinţă în punctul

reglat de poziţia Y.

Declanşarea osciloscopului. Determină condiţiile în care oscilaţia este

afişată prima dată.

Pentru a începe afişarea oscilaţiei cu înclinaţie pozitivă sau cu creştere, se

selectează butonul cu săgeata în jos.

Pentru a începe cu înclinaţia negativă sau cu descreştere, se selectează

butonul cu săgeata în sus.

Nivelul declanşării (-3.00 – 3.00). Este punctul axei y care trebuie să fie

intersectat de oscilaţie înainte ca ea să fie afişată. Nivelul poate avea orice valoare

între 3.00 (partea de sus a ecranului) şi –3.00 (partea de jos a ecranului.)

Semnalul de declanşare. Declanşarea poate fi internă, cu referinţă la

semnalul de intrare pentru canalele A şi B, sau extern, cu referinţă la semnalul prin

terminalul extern de declanşare situat sub terminalul masei pe figura

osciloscopului. Dacă se aşteaptă un semnal plat, sau semnalul trebuie afişat cât de

devreme posibil, se selectează butonul Auto.

Pentru a tipări ecranul osciloscopului extins, se alege comanda File/Print şi

se alege XY Plot. Osciloscopul extins trebuie afişat pentru ca această opţie să fie

afişată.

1.4.4 Ploterul Bode

Ploterul Bode (fig.4.4.)produce graficul răspunsului în frecvenţă al circuitului

şi este folositor pentru a analiza circuitele filtre. Ploterul Bode este utilizat pentru a

măsura coeficientul de amplificare în tensiune a semnalului şi distorsiunile de fază.

Când ploterul Bode este conectat la circuit, se efectuează analiza spectrală.

Ploterul Bode generează o gamă de frecvenţe într-o bandă specificată ( de la

Fig. 4.4. Ploterul Bode

1 mHz până la 10 GHz). Frecvenţa oricărei surse de curent alternativ în circuit nu

afectează ploterul Bode. Însă o sursă alternativă trebuie să fie neapărat inclusă în

circuit. Valorile iniţiale şi finale a scărilor verticale şi orizontale sunt reglate la

valorile lor maxime. Aceste valori pot fi schimbate pentru a vedea graficul la altă

scară. Dacă după terminarea simulării a fost schimbată scara sau baza, poate fi

necesar de activa circuitul din nou, pentru a obţine detalii noi pe grafic.

Pentru a conecta ploterul sunt necesari următorii paşi:

1. Se conectează terminalele pozitive IN şi OUT la conectoarele V+ şi V-.

2. Se conectează terminalele negative IN şi OUT la masă.

Reglajele bazei. Baza logaritmică se utilizează atunci când valorile ce

trebuie comparate au un diapazon larg. Reglajele bazei pot fi schimbate de la

logaritmice (LOG) la liniare (LIN) fără necesitatea de a reactiva circuitul.

Scara axei orizontale (1 mHz – 10 GHz). Axa orizontală sau axa x

întotdeauna indică frecvenţa. Scara se determină de reglajele iniţiale (I) şi finale

(F) pentru axa orizontală. Pentru un diapazon larg de frecvenţe se utilizează axa

logaritmică.

Scara axei verticale. Unităţile şi scara pentru axele verticale depinde de ce

este măsurat. Pentru coeficientul de amplificare la scară logaritmică valoarea

minimă este de –200 dB, iar pentru valoarea maximă 200 dB.

1.5 MODALITĂŢILE DE ANALIZĂ ŞI EFECTUAREA LOR

1.5.1 Analiza de curent continuu

Analiza de curent continuu determină tensiunile în punctele de lucru al

circuitului. Pentru analizele de curent continuu sursele alternative se unesc la masă

şi se presupune instalarea regimului stabilizat, ceea ce înseamnă că

condensatoarele se reprezintă prin rupturi ale circuitului, iar inductanţele se

şuntează. Rezultatele analizei de curent continuu sunt de obicei nişte rezultate

intermediare pentru analizele următoare. De exemplu, punctul de lucru de curent

continuu obţinut din analiza de curent continuu determină modelele de semnal mic,

aproximativ liniarizate pentru orice componentă neliniară ca diodele şi

tranzistoarele pentru analiza în frecvenţă. Punctul de lucru în curent continuu este

condiţia iniţială pentru analiza tranzitorie.

Pentru a instala analizele se alege comanda Analysis/DC Operating Point.

Obţinerea rezultatelor. Rezultatele sunt afişate în diagrama ce apare atunci

când analizele se termină. Diagrama afişează tensiunile nodurilor şi curentul în

ramuri.

1.5.2 Analiza proceselor de tranziţie

În analiza proceselor de tranziţie, numită de asemenea analiza tranzitorie a

domeniilor de timp, „Multisim ” procesează răspunsul circuitului ca funcţie de

timp. Fiecare ciclu introdus este divizat în intervale, şi analiza de curent continuu

este efectuată pentru fiecare moment de timp în ciclu. Soluţia pentru oscilaţia de

tensiune în nod este determinată de valoarea acestei tensiuni în fiecare punct a

ciclului complet.

În analiza tranzitorie sursele de curent continuu au valori constante; sursele

alternative au valori dependente de timp. Condensatoarele şi inductanţele sunt

reprezentate de modelele tranzitorii.

Dacă se alege Calculate DC operating point în fereastra de dialog, atunci

programul calculează de la început punctul de lucru în curent continuu. Apoi

rezultatul analizei de curent continuu se utilizează ca condiţie iniţială pentru

analiza tranzitorie. Dacă se alege Set to zero, analiza tranzitorie se începe de la

condiţiile iniţiale egale cu zero. Dacă se alege User-defined initial condition

(condiţiile iniţiale se definesc de utilizator), analiza începe de la condiţiile

introduse în fereastra de dialog a analizei.

Nodurile ce se află în interiorul subcircuitelor nu pot fi alese pentru analiză.

Pentru a petrece analiza se efectuează următoarele:

1. Se studiază circuitul şi se decide care noduri vor fi analizate

2. Se alege Analysis/Transient.

3. Se introduc sau se schimbă datele în fereastra de dialog.

4. Se apasă Simulate (sau tasta Esc pentru a opri analiza).

Rezultatul analizei tranzitorii este un grafic a tensiunilor în noduri în

dependenţă de timp. Acest grafic apare atunci când analiza este terminată.

Dacă la circuit este conectat osciloscopul apăsarea butonului de alimentare

duce la efectuarea aceleiaşi analize.

1.5.3 Analiza de curent alternativ

La analiza de curent alternativ, de la început se calculează punctul de lucru

în curent continuu pentru a obţine modelele liniare de semnal mic pentru toate

componentele neliniare şi punctele de polarizare. Apoi se creează matricea

complexă (aceea care conţine atât partea reală cât şi imaginară). Pentru a construi

matricea, sursele de curent continuu obţin valoarea zero. Sursele de curent

alternativ, condensatoarele, şi inductanţele sunt reprezentate prin modelele lor de

curent alternativ. Componentele neliniare sunt reprezentate de modelele de curent

alternativ liniare de semnal mic, derivate de la soluţia de curent continuu. Toate

sursele de intrare se consideră sinusoidale. Frecvenţa surselor este ignorată. Dacă

generatorul funcţional este comutat la oscilaţii dreptunghiulare sau triunghiulare, el

va fi comutat automat la oscilaţii sinusoidale pentru a efectua analiza. Analiza de

curent alternativ analizează şi apoi calculează răspunsul circuitului în curent

alternativ ca funcţie de frecvenţă.

Nodurile incluse în subcircuite nu pot fi selectate pentru analiză.

Pentru a efectua analiza:

Se studiază circuitul şi se decide care noduri vor fi analizate. Pot fi

specificate mărimea şi faza sursei de analiză de curent alternativ prin

dubla apăsare a sursei şi alegerii tabelei Analysis Setup.

Se alege Analysis/AC Frequency.

Se introduc sau se schimbă valorile în fereastra de dialog.

Se apasă Simulate (se apasă Esc pentru a opri analiza).

Afişarea rezultatelor se face cu două grafice: coeficientul de amplificare în

funcţie de frecvenţă şi faza în funcţie de frecvenţă. Aceste grafice apar atunci când

analiza este terminată.

Dacă la circuit este afişat ploterul Bode, se petrece aceeaşi analiză.

1.5.4 Analiza spectrală (Fourier)

La alegerea acestei comenzi este necesar de a stabili parametrii de modelare

cu ajutorul ferestrei de dialog (fig. 5.1), unde opţiunile au următoarele destinaţii:

Output node – numărul de control a punctului în care se analizează spectrul

semnalului.

Fundamental frequency – frecvenţa da bază a oscilaţiilor (frecvenţa primei

armpnici).

Number harmonic – numărul de armonici,care aparţin analizei analizei

efectuate.

Verticale scale – scara pe axa Y (liniare, logaritmice, unitatea de măsură

dB).

Advanced – numărul de opţiuni a blocului destinat pentru determinarea unei

structuri mai precise a semnalului analizat.

Sampling frequency – frecvenţa alagerilor.

Sisplay phase – rezultatul repartizării pe ecran a fazelor armonicilor, care

sunt de forma unei funcţii neîntrerupte.

Output as line graph – rezultatul repartizării pe ecran a a amplitudinilor

tuturor componenetelor armonice de forma funcţiei neîntrerupte.

Dacă în fereastra din fig. 5.1 indicăm ultimile două opţiuni avem rezultatul

analizei ca în fig. 5.2.

În fereastra de dialog sunt prezentate opţiunile rezultante a modelării

generatorului de unde se observă, că rezultatul analizei Fourier este spectrul liniar

a semnalului analizat. În partea de jos a fig. 5.2 se indică coeficientul distorsiunilor

nrliniare în procente.

Fig. 5.1 Fereastra de instalare a regimului Fourier

Dacă în fereastra din fig. 5.1 instalăm ultimile două opţiuni, atunci

rezultatele analizei au forma din fig. 5.2,b (curba de sus – repartizarea amplitudinei

în scara logaritmică, curba de jos – repartizarea fazelor componentelor armonice).

Fig. 5.2 Rezultatele analizei Fourier a semnalui de ieşire

a)

a)

1.5.5 Analiza parametrilor

Parameter Sweep – variaţia parametrilor. Datele iniţiale pentru îndeplinirea

comenzilor cu ajutorul ferestei de dialog sunt prezentate în fig. 5.3.

În această fereastră de dialog sun indicaţi următorii parametri:

Component – notarea poziţiei elementelor schemei. Este unul din parametrii

care poate varia în procesul modelării.

Parameter – reprezintă denumirea elementului ales din listă.

Start Value, End Value – parametrii aplicaţi în diapazonul mărimii care

variază.

Sweep type – tipul scării pe care variază valorile date.

Increment step size – pasul de shimbare a măsurii variabile.

Otput node – punctul de control de ieşire a schemei.

În fig. 5.4 este indicată fereastra de instalare a parametrilo schemei.

Fig. 1.5.3

Fig. 5.3

În partea de jos a ferestrei sunt indicate regimurile da modelare. În partea

dreaptă de jos se ală butoanele pentru instalarea parametrilor acestor regimuri.

1.5.6 Analiza de zgomot

Noise – analiza spectrului zgomotului de intrare. După alegerea acestei

comenzi sa deschide feeastra de dialog.

Input noise reference sourse – locul de conectare a sursei semnalului de

intrare (se alege din lista tuturor surselor semnalelor, incluzând sursa de

alimentare).

Output node – punctul schemei , unde se analizează semnalul de ieşire.

Reference node – punctul schemei referitor la care se face măsurarea

semnalului de ieşire.

Fstart, Fstop – fecvenţa de început şi a diapazonului analizat.

Sweep type – scara pe axa da frecvenţă (Decade, Linear, Octave).

Number points – numărul punctelor analizate.

Vertical scale – scara pe axa Y (Linear, Log., Decibel).

Set points per summary – alegerea componentelor schemei, spectrul de

zgomot a cărora se reflectă separat.

Fig. 5.4 Fereastra de instalare a parametrilor de modelare

Rezultatele de calcul pentru generator sunt prezentate în fig. 5.6, unde este

prezentată repartizarea spectrală a tensiunii zgomotului la intrare (curba de sus) şi

la ieşire (curba de jos punctul 3). Denumirea fiecăei componentă este indicată în

partea de jos a ferestrei.

Fig. 5.5 Fereastra da instalare a regimului spectrului de zgomot

Fig. 5.6 Repartizarea spectrală a tensiunii zgomotului de

intrare şi ieşire

2. DISPOZITIVE DIGITALE ÎN MULTISIM

2.1 Precizarea posibilităţilor de aplicare a software-ului la studiul

dispozitivelor digitale

Efectuarea lucrărilor de laborator în domeniul electronicii digitale a fost

considerabil uşurată odată cu apariţia unui program care a lărgit mult posibilităţile

de simulare ale acestora. Multisim-ul, cu bibliotecile sale care includ majoritatea

componenetelor de bază din domeniu, este cea mai bună soluţie pentru descrierea

dispozitivelor digitale complicate.

În bara componentelor de bază intră o serie de grupuri de componente

numerice care ne permit construcţia practic a oricărui dispozitiv digital.

1. Grupul Analog – conţine o serie de

componente, aşa ca amplificatoare

operaţionale, preamplificatoare,

comparatoare, comparatoare virtuale

ş.a.

Fig.2.1 Grupul Analog

2. Grupul TTL – conţine cele mai simple elemente logice de bază a logicii

TTL. Acestea alcătuiesc elementele

ŞI, ŞI-NU, SAU, SAU-NU, SAU cu

excludere şi SAU-NU cu excludere în

majoritatea cazurilor elemente ale

Fig. 2.2 Grupul TTL seriilor 155.

U1A

7400N

1

2

3

U2A

7402N

2

3

1

Alegerea componenetului dorit se face activînd fereastra cu componente

(fig.2.5) ce apare în urma selectării unuia din cele două tipuri de elemente. Acestea

pot fi reprezentate în două standartizări.

Fig.2.3 Standartul ANSI

U1 A

1

2

3

7 4 0 0 N

&

U2 A

7 4 0 2 N

12

3 >=1

Fig.2.4 Standartul DIN

Fig.2.5 Fereastra cu componente (TTL)

3. Grupul CMOS – conţine o serie de elemente a logicii CMOS.

Accesul la elemente se poate face activînd

unul din cele şase butoane ale grupului

selectînd din fereastra apărută elementul

dorit.

Fig.2.6 Grupul CMOS

Fig.2.7 Fereastra cu componente (CMOS)

4. Grupul Misc Digital – conţine elemente adăugătoare care permit de a face

legătura cu alte medii din afara Multisimului.

Fig.2.8 Grupul Misc Digital

Activînd ferestrele acestui grup avem acces la aceleaşi elemente de la cel

mai simplu pînă la mai complicate, dar cu posibilităţi mai largi active nu doar în

cadrul programului.

Sînt folosite pentru proiecte de simulare mai ample care includ în sine mai

multe programe de tipul Multisimului.

Fig.2.9 Fereastra cu componente (Misc Digital)

5. Grupul Mixed – conţine componente digitale combinate aşa ca DAC,

CDA şi timere. Pentru alegerea unui

component putem activa direct unul

din cele 6 butoane din grup sau

activînd fereastra cu componente

referitoare la tipul dorit (fig.2.11).

Fig.2.10 Grupul Mixed

Fig.2.11 Fereastra cu componente (Mixed)

În afară de componentele din grupe în dreapta ferestrei de bază a

programului avem o listă de dispozitive care ne ajută mult în simulaţia schemelor

analogice.

1. Word Generator – generator de cuvinte care ne permite de a genera coduri

de pînă la 32 biţi. Fiecare combinaţie este

introdusă cu ajutorul tastaturii. Numărul

celulei redactate se fixează în fereastra EDIT

a blocului ADRESS. În total aşa celule,

respectiv combinaţii sunt 2048. În procesul

de lucru al generatorului în blocul ADRESS

sînt indicate numărul celulei curente,

numărul celulei de iniţializare, adică

Fig.2.12 Word Generator

începutul lucrului (INITIAL) cît şi a ultimei celule (FINAL). Cuvintele generate,

adică combinaţiile de cod sînt identificate în cod alfabetic şi binar. Pornirea

generatorului poate fi efectuată din exterior apăsînd butonul EXTERNAL, care

răspunde de pregătirea datelor (DATA READY). Semnalul de la această ieşire

însoţeşte fiecare combinaţie dată şi se foloseşte în acel caz cînd dispozitivul studiat

deţine proprietăţi de confirmare. În acest caz după primirea combinaţiei următoare

şi semnalului ghid DATA READY dispozitivul studiat trebuie să ne dea un

semnal confirmator de primire a datelor care vine la intrarea de sincronizare a

generatorului şi porneşte din nou generatorul.

Fig. 2.13 Fereastra de dirijare

Printre alte organe de dirijare mai face parte şi butonul BREAKPOINT-

încetarea lucrului generatorului la celula indicată din timp cu mausul, apăsînd

butonul BREAKPOINT.

2. Logic Analizer – analizorul logic ne permite de a obţine diagrama

semnalelor în timp de pînă la 16 ieşiri. Analizatorul este dotat cu două linii gradate

care permit să primim calcule precise a intervalelor de timp T1, T2 şi T2-T1 şi linii

mobile orizontale care permit analiza proceselor pe intervale mari de timp.

În blocul Clock avem 2 cleme pentru conectarea surselor de semnale de start.

Fereastra pentru obţinerea diagramelor în timp este prezentată în figura 2.15

Fig.2.14 Analizor

logic

Fig.2.15 Diagrama în timp

Mai avem şi două panele de reglare a diferitor parametri de expunere a

semnalelor Clock Setup şi Trigger Setings.

Fig.2.16 Submeniuri ale analizorului logic

intrări T

(T.T) K

C

D

S

Q

Q

y1

y2

ieşiri

2.2 BISTABILE - PREZENTARE GENERALĂ

Circuite bistabile - reprezintă cele mai simple dispozitive digitale secvenţiale

pentru memorizarea unui semnal binar, adică instalarea bistabilului în una din

stările zero sau unu. În general bistabilele se folosesc în calitate de elemente de

memorie, dar se mai pot folosi şi ca bază pentru dispozitive secvenţiale mai

complicate (registre, automate), cît şi pentru reţinerea în timp a semnalelor sau

divizoare a frecvenţei impulsurilor.

Reprezentarea funcţională:

21 yy - condiţie pentru funcţionarea

normală a bistabilului

În lipsa semnalelor de intrare se păstrează

starea precedentă a bistabilului.

Fig.2.16Bistabil(reprezentare funcţonală)

2.2.1 Clasificarea bistabilelor

1. După destinaţia funcţională deosebim:

bistabile de tip RS - cele mai simple bistabile de memorare;

bistabile de tip D - atît de memorare cît şi de reţinere în timp;

bistabile de tip T - de memorare şi divizare în frecvenţă;

bistabile de tip JK - universale;

bistabile combinate - complexe, ce întrunesc într-un bistabil mai

multe funcţii (RS-D, RS-T-JK ş.a.);

2. După tipul semnalului activ:

cu intrări directe - semnal activ "1" logic;

cu intrări inverse - semnal activ "0" logic;

T

R

S

Q

Q

y1

y2

3. După modul schimbării stărilor:

bistabile asinscrone - îşi schimbă starea prin intermediul schimbării

semnalelor funcţionale (S, D, T, R ş.a.);

bistabile sincrone - îşi schimbă starea cu ajutorul unui semnal special

de sincronizare (C);

bistabile statice - sesmnalul de sincronizare activ este un nivel logic;

bistabil static cu intrări directe;

bistabil static cu intări inverse;

bistabil dinamic cu intrări directe - semnalul de sincronizare

reprezintă un impuls;

bistabil dinamic cu intrări inverse - semnalul de sincronizare

reprezintă un impuls invers;

4. După structura internă:

bistabile cu o singură treaptă - care conţin un singur bistabil

elementar;

bistabile în două trepte - care conţin două bistabile elementare

conectate în cascadă.

Bistabil RS asincron cu intrări directe


R - pentru intrarea "o"

S - pentru intrarea "1"

Fig.2.17Bistabil RS sincron

C

C

C

Tabela stărilor:

x - stare nedeterminată

Fig.2.18 Tabela de adevăr

Sinteza structurii - se utilizează tabela stărilor considerînd bistabilul ca un

dispozitiv cu două ieşiri. Realizînd diagrama Carnot obţinem funcţile:

SQRQSRQ ttt 1

ttt QRSQRSQ 1

Implimentînd aceste două funcţii în baza SAU-NU sau ŞI-NU şi combinîndu-

le într-un singur circuit obţinem următoarea structură:

Poate fi construit atît pe

elemente SAU-NU cît şi

elemente ŞI-NU.

Fig.2.19Structura internă (RS asincron)

R S Qt

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Qt+1

0

1

1

1

0

0

x

x

1tQ

1

0

0

0

1

1

x

x

1

1

R

S

Q

Q

T

R

S

Q

Q

y1

y2

Bistabil RS asincron cu intrări inversoare


Singura diferenţă ître bistabilul dat şi cel

precedent este inversarea semnalelor de

setare şi resetare.

Fig.2.20Bistabil RS asincron

Tabela stărilor:

Tabela stărilor este simplificată, principiul

de schimbare astărilor fiind acelaşi cu cel

asincron cu intrări directe.

Fig.2.21Tabela de adevăr

Structura internă:

Fig.2.22 Structura internă(RS cu intrări directe)

&

&

R

S

Q

Q

R S Qt+1

0 0

1

0

x

1 0

1 0

0 1

Qt

Bistabil RS sincron static

Bistabilele sincrone se deosebesc prin prezenţa intrării de sincronizare C,

semnal ce permite schimbarea stării bistabilului. Modul de trecere este determinat

de semnalele funcţionale R, S. Bistabilul dat este format structural dintr-o treaptă

logică, semnalul activ C reprezentînd nivelul logic "1".


Fig.2.23 Bistabil RS sincron Fig.2.24 Tabela de adevăr

Structura internă:

Fig2.25 Structura internă

Elementele DD1şi DD2 formează o poartă logică ŞI-NU. Cuplul de semnale 00

conţine un cuplu "1".

T

R

S

Q

Q

y1

y2

C

C R S Qt+1

1 1 1

1 1 0

1 0 1

1 0 0

0 x x

1

0

1

Qt

Qt

&

&

R

S

Q

Q

&

&

R

S

C

DD2 DD1

Bistabilul RS sincron dinamic

Este un bistabil în două trepte, deosebindu-se de cel static printr-un semnal de

sincronizare care reprezintă un monoimpuls.


Fig 2.26Bistabil RS dinamic Fig 2.27Tabela de adevăr

Procesul de schimbare a stării are loc în două trepte:

1. la frontul din faţă a semnalului C îşi schimbă starea treapta întîi;

2. la frontul din spate îşi schimbă starea treapta a doua;

Ca semnal pasiv poate servi atît "o" cît şi "1", principalul rol avîndu-l semnalul de

sincronizare.

În continuare este prezentată structura internă aunui bistabil RS dinamic, practic

cel mai complicat ca strucură şi funcţie din bistabilele RS. Pe baza acestuia snt

implimentate majoritatea bistabilelor dinamice din celelalte grupe.

Fig. 2.28 Stuctura internă (RS dinamic)

TT

R

S

Q

Q

y1

y2

C

C R S

0(1) x x

0 0

1 1

1 0

0 1

Qt+1

Qt

Qt

1

0

x

T

R

S

Q

Q

y1

y2

C

T

C D Qt+1

0 x

1 0

1 1

Qt

0

1

R

S

Q

Q

y1

y2

C

&

S

C

R

Bistabil de tip D static

Reprezintă un bistabil de memorie, servind la fel pentru memorizarea unui bit de

informaţie, plus la asta se mai folosesc şi pentru reţinerea în timp a semnalelor

binare şi poate fi doar sincron.

Reprezentarea funcţională: Tabela stărilor

Fig.2.29Bistabil D static şi tabela sa de adevăr

Bistabil de tip D dinamic

:

Fig.2.30 Reprezentarea funcţională

Un bistabil D poate fi realizat în baza unui bistabil RS sincron

Bistasilele D se utilizează în registre

cît şi in circuite de memorie statică.

Fig.2.31Structura internă

T

D

C

Q

Q

C D Qt+1

0 x

1 0

1 1

Qt

0

1

TT

D

C

Q

Q

T

R

S

Q

Q

C C

D

Bistabil de tip T asincron

Sînt aşa numitele bistabile de numărare sau divizare a frecvenţei impulsului.Poate

avea intrări directe sau inverseînsă numai cu 2 trepte adică dinamice.


Fig2.32Bistabil T asincron

Un bistabil T poate micşora fregvenţa impulsurilor

de 2 ori.În funcţie de ordinul micşorării

Fig2.33 Tabela stărilor fregvenţei folosim numărul respectiv de bistabile.

Fig.2.34Structura internă

Bistabil de tip T sincron

La fel poate fi doar în 2 trepte.

:

Fig.2.36Tabela stărilor

Fig2.35Reprezentarea funcţională

TT

Q

Q

T

T Qt+1

0(1)

Qt

Q

TT

Q

Q

D

C

T

TT

Q

Q

T

C

C D Qt+1

0(1) x

x 0

1

Qt

0

1 1

Bistabil de tip JK asincron

Bistabilele JK sint nişte dispozitive universale, deoarece pot fi folosite în calitate

de orice alt bistabil(RS, D, T). Pot fi cu intrări directe şi cu intrări inverse, însă

numai dinamice(în 2 trepte).


Fig.2.37Bistabil JK asincron şi tabela stărilor

Fig. 2.38 Structura internă

Elementele DD1 şi DD2 servesc pentru înlăturarea stării nedeterminate iar

elementele DD3 şi DD4 asigură schimbarea stării treptei a doua, după frontul din

spate a impulsului de intrare.

Bistabil de tip JK sincron

Fig. 2.39 Reprezentarea funcţională Fig. 2.40T abela stărilor

K K

TT

Q

Q

J

T

S

Q

Q

T2

C D Qt+1

0 x

1 0

1 1

Qt

0

1

S

R

Q

Q

R

&

&

&

&

DD3 DD1

DD2

DD4

J

K

K K

TT

Q

Q

J

C

Q

C R K

0(1) x x

0 0

1 1

1 0

0 1

Qt+1

Qt

Qt

0

1

J K Qt+1

0 0

1

0

1 0

1 0

0 1

Qt

Qt

2.2.2 Utilizarea bistabilelor JK în calitate de alte bistabile

a. Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabile RS

Fig.2.41Bistabil RS

b. Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil D sincron

Fig.3.42Bistabil D sincron

c. Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil D asincron

Fig.2.43Bistabil D asincron

K K

TT

Q

Q

J S

R

D

C

K K

TT

Q

Q

J

C

K K

TT

Q

Q

J

C C

3. ELABORAREA CICLULUI DE LUCRĂRI DE LABORATOR

3.1 Simularea practică a laboratorului

Pentru efectuarea lucrărilor de laborator elaborăm 3 variante de lucru, care

cuprind toate cele 11 tipuri de bistabile descrise în capitolul 2.

În continuare vom prezenta cele 3 variante propuse pentru lucrul în

laborator:

1. Bistabil RS asincron cu intrări directe ,

Bistabil de tip T asincron,

Bistabil de tip D dinamic,

Bistabil de tip JK asincron.

Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabile D asincron

2. Bistabil RS asincron cu intrări inverse



Bistabi de tip JK sincron .

Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil RS

3. Bistabil RS sincron static


Bistabil de tip JK sincron

Utilizarea bistabilelor JK în calitate de bistabil D sincron

Lucrul practic constă în simularea structurală pe elemente a fiecărui bistabil

în programul de simulare Multisim reprezentînd în acelaşi timp datele de intrare a

Word Generatorului şi diagrama în timp prezentată cu ajutorul analizorului logic.

Apoi fiecare schemă logică este combinată într-un microcircuit. Toate aceste

microcircuite vor forma o bază de date prin intermediul căreia construcţia unui

bistabil mai avansat va fi mult mai simplă, lucrul studenţilor fiind uşurat

considerabil. Plus la asta în fiecare variantă vom reprezenta un bistabil fie RS, D

sau T prin intermediul bistabilelor JK.

Varianta 1

Reprezentarea structurală a bistabilului RS asincron cu intrări directe :

Fig.3.1 RS-trigger asincron

Analizînd diagrama în timp primită de la analizorul logic vedem că aceasta

coincide cu datele teoretice.

Această structură poate fi combinată într-un microcircuit unic reprezentat în

fig.3.2.Aceste circuite sint introduse într-o bibliotecă unică care face comodă

implimentarea dispozitivelor mai complicate incontinuare.

Fig.3.2 Microcircuit Bistabil

La fel şi diagrama primită la conectarea microcircuitului coincide cu cea a

schemei de structură(fig.3.3). Deci în continuare acest bistabil obţinut poate fi

accesat dintr-o bibliotecă care va conţine toate tipurile de bistabile.

Fig. 3.3 Diagrama în timp

Reprezentarea structurală a bistabilului de tip D dinamic:

Fig. 3.4 Bistabil D dinamic

Obţinem următoarea diagramă în timp:

Fig. 3.5Diagrama în timp

Ca microcircuit bistabilul D dinamic va arăta astfel:

Fig. 3.6 Microcircuitul(Bistabil D dinamic)

Reprezentarea structurală a bistabilului de tip T asincron:

Fig. 3.7 Bistabil T asincron

În urma conectării schemei date obţinem următoarea diagramă în timp:

Fig. 3.8 Diagrama în timp(Bistabil T)

Reprezentarea funcţională abistabilului de tip JK asincron:

Fig. 3.9 Bistabil JK asincron

Diagrama în timp obţinută satisface tabela de adevăr din partea teoretică:

Fig. 3.10 Diagrama în timp (Bistabil JK asincron)

Bistabilele JK sînt bistabile universale, adică pot înlocui orice alt

bistabil. În cele ce urmează vom utiliza un bistabil JK în calitate de bistabil D

asincron: pentru aeasta avem nevoie de un bistabil JK sincron, structura căruia este

redată mai jos:

Fig.3.11 Bistabil JK sincron

Transformîndu-l într-un microcircuit unic putem uşor să montăm din acesta

un bistabil D asincron. Pentru aceasta unim intrările JK, iar intrarea de sincronizare

va servi ca intrare de sincronizare pentru bistabilul D.

Fig.3.12 Bisatbil D (pe bază de JK)

T

R

S

Q

Q

y1

y2

LUCRARE DE LABORATOR NR. 1

BISTABILE RS

1. Scopul lucrării: studierea bistabilelor RS. Implimentarea unui bistabil (RS

sincron şi asincron) în mediul de simulare Multisim.

Cercetarea diagramelor în timp.

2. Noţiuni teoretice :Bistabilele - sînt cele mai simple dispozitive digitale

secvenţiale pentru memorizarea unui semnal binar, adică instalarea

bistabilului în una din stările zero sau unu. De obicei bistabilele se folosesc

în calitate de elemente de memorie, dar se mai pot folosi şi ca bază pentru

dispozitive secvenţiale mai complicate (registre, automate), cît şi pentru

reţinerea în timp a semnalelor sau divizoare a frecvenţei impulsurilor.

Bistabil RS asincron cu intrări directe

Fig.3.13 Reprezentarea funcţională Fig.3.14 Tabela stărilor

R - pentru intrarea "o"

R S Qt

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Qt+1

0

1

1

1

0

0

x

x

1tQ

1

0

0

0

1

1

x

x

T

R

S

Q

Q

y1

y2

S - pentru intrarea "1"

x-stare nedeterminată

Sinteza structurii - se utilizează tabela stărilor considerînd bistabilul ca un

dispozitiv cu două ieşiri. Realizînd diagrama Carnot obţinem funcţile:

SQRQSRQ ttt 1

ttt QRSQRSQ 1

Implimentînd aceste două funcţii în baza SAU-NU sau ŞI-NU şi combinîndu-

le într-un singur circuit obţinem următoarea structură:

Fig.3.15 Structura internă

Bistabil RS asincron cu intrări inverse


1

1

R

S

Q

Q

R S Qt+1

0 0

1

0

x

1 0

1 0

0 1

Qt

Fig.3.18 Structura internă:

Bistabil RS sincron static

Bistabilele sincrone se deosebesc prin prezenţa intrării de sincronizare C,

semnal ce permite schimbarea stării bistabilului. Modul de trecere este determinat

de semnalele funcţionale R, S. Bistabilul dat este format structural dintr-o treaptă

logică, semnalul activ C reprezentînd nivelul logic "1".



&

&

R

S

Q

Q

T

R

S

Q

Q

y1

y2

C

C R S Qt+1

1 1 1

1 1 0

1 0 1

1 0 0

0 x x

1

0

1

Qt

Qt

&

&

R

S

Q

Q

&

&

R

S

C

DD2 DD1

Elementele DD1şi DD2 formează o poartă logică ŞI-NU. Cuplul de semnale 00

conţine un cuplu "1".


Este un bistabil în două trepte, deosebindu-se de cel static printr-un semnal de

sincronizare care reprezintă un monoimpuls.

Fig.3.21 Reprezentarea funcţională

Procesul de schimbare a stării are loc în două trepte:

1. la frontul din faţă a semnalului C îşi schimbă starea treapta întîi;

3. la frontul din spate îşi schimbă starea treapta a doua;


TT

R

S

Q

Q

y1

y2

C

T

R

S

Q

Q

y1

y2

C

T

C D Qt+1

0 x

1 0

1 1

Qt

0

1

R

S

Q

Q

y1

y2

C

&

S

C

R

3. Lucrare practică

1. Implementarea unui bistabil RS sincron în Multisim;

- alegeţi din bara de meniuri elementele necesare pentru alcătuirea

structurii unui bistabil RS sincron dinamic;

- efectuaţi conexiunile între elemente în ordinea necesară;

- selectaţi şi conectaţi intrările şi ieşirile.

2. Conectaţi la schemă generatorul de cuvinte şi analizorul logic;

3. Înscrieţi codurile de intrare în Word Generator;

4. Conectaţi schema;

5. Analizaţi diagrama în timp şi verificaţi cu datele teoretice;

6. Verificaţi semnalul de sincronizare a bistabilului;

7. Selectaţi microcircuitul corespunzător din biblioteca de bistabile;

8. Comparaţi rezultatele obţinute din conectarea microcircuitului, cu cele

obţinute la conectarea schemei personale.

4. Întrebări:

a. Ce reprezintă un bistabil ?

b. Clasificarea bistabilelor RS;

c. Ce este intrare de sincronizare ?

d. Ce semnale şi cum schimbă valoarea la ieşire la bistabilele RS sincrone ?

e. Seriile microcircuitelor folosite la construcţia bistabilelor RS;

f. Care este numărul maxim de combinaţii de cod ce pot fi scrise în generatorul de

cuvinte ?

g. Ce deosebire este între bistabilul RS sincron şi cel asicron?

h. Domeniul de utilizare a bistabilelor RS;


BISTABILE D, T

1. Scopul lucrării: studierea bistabilelor de tip D, T. Implimentarea unui

bistabil (D dinamic, T sincron) în mediul de simulare Multisim.

Cercetarea diagramelor în timp.

2. Noţiuni teoretice: Bistabilele - dispozitive digitale secvenţiale pentru

memorizarea unui semnal binar, adică instalarea bistabilului în una din stările

zero sau unu. Ca ordine bistabilele se folosesc în calitate de elemente de

memorie, dar se mai pot folosi şi ca bază pentru dispozitive secvenţiale mai

complicate (registre, numărătoare ), cît şi pentru reţinerea în timp a semnalelor

sau ca divizoare de frecvenţ


Sînt bistabile de memorie, servind la fel pentru memorizarea unui bit de

informaţie, plus la asta se mai folosesc şi pentru reţinerea în timp a semnalelor

binare şi poate fi doar sincron.

Reprezentarea funcţională: Tabela stărilor

Fig 2.29 Bistabil D static şi tabela sa de adevăr

T

D

C

Q

Q

C D Qt+1

0 x

1 0

1 1

Qt

0

1

Bistabil de tip D dinamic

Fig 2.30 Reprezentarea funcţională

Un bistabil D poate fi realizat în baza unui bistabil RS sincron


Bistabilele D se utilizează în registre cît şi in circuite de memorie statică.

Bistabil de tip T asincron

Sînt aşa numitele bistabile de numărare sau divizare a frecvenţei impulsului.Poate

avea intrări directe sau inverseînsă numai cu 2 trepte adică dinamice.


Un bistabil T poate micşora frecvenţa

impulsurilor de 2 ori.În funcţie de ordinul

micşorării fregvenţei folosim numărul

respectiv de bistabile.

Fig2.32 Bistabil T asincron

TT

D

C

Q

Q

T

R

S

Q

Q

C C

D

TT

Q

Q

T

Un bistabil T poate micşora fregvenţa impulsurilor

de 2 ori.În funcţie de ordinul micşorării

fregvenţei folosim numărul respectiv de bistabile.



La fel poate fi doar în 2 trepte.

:

Fig.2.36 Tabela stărilor

Fig2.35 Reprezentarea funcţională

TT

Q

Q

D

C

T

TT

Q

Q

T

C

C D Qt+1

0(1) x

x 0

1

Qt

0

1 1

3. Lucrare practică

1. Implementarea unui bistabil T sincron în Multisim;

- alegeţi din bara de meniuri elementele necesare pentru

alcătuirea structurii unui bistabil T sincron ;

- efectuaţi conexiunile între elemente în ordinea necesară;

- selectaţi şi conectaţi intrările şi ieşirile.

2. Conectaţi la schemă generatorul de cuvinte şi analizorul logic;

3. Înscrieţi codurile de intrare în Word Generator;

4. Conectaţi schema;

5. Analizaţi diagrama în timp şi verificaţi cu datele teoretice;

6. Verificaţi semnalul de sincronizare a bistabilului;

7. Selectaţi microcircuitul corespunzător din biblioteca de bistabile;

8. Comparaţi rezultatele obţinute din conectarea microcircuitului, cu cele

obţinute la conectarea schemei personale.

4. Întrebări:

a. Ce reprezintă un bistabil ?

b. Clasificarea bistabilelor D, T;

c. Ce este intrare de sincronizare ?

d. Ce semnale şi cum schimbă valoarea la ieşire la bistabilele T sincrone ?

e. Seriile microcircuitelor folosite la construcţia bistabilelor D, T;

f. Care este numărul maxim de combinaţii de cod ce pot fi scrise în generatorul de

cuvinte ?

g. Ce deosebire este între bistabilul T şi D ?

h. Domeniul de utilizare a bistabilelor D, T;


BISTABILE JK

1. Scopul lucrării: studierea bistabilelor Jk. Implimentarea unui bistabil (JK

sincron şi asincron) în mediul de simulare Multisim.

Cercetarea diagramelor în timp şi posibilităţilor de folosire a acestora în calitate de

bistabile de alt tip (RS, D, T).

2. Noţiuni teoretice :Bistabilele - dispozitive digitale secvenţiale pentru

memorizarea unui semnal binar, adică instalarea bistabilului în una din stările zero

sau unu. De obicei bistabilele se folosesc în calitate de elemente de memorie, dar

se mai pot folosi şi ca bază pentru dispozitive secvenţiale mai complicate (registre,

automate), cît şi pentru reţinerea în timp a semnalelor sau divizoare a frecvenţei

impulsurilor.

Bistabil de tip JK asincron

Bistabilele JK sint nişte dispozitive universale, deoarece pot fi folosite în calitate

de orice alt bistabil(RS, D, T). Pot fi cu intrări directe şi cu intrări inverse, însă

numai dinamice(în 2 trepte).


Fig.2.37 Bistabil JK asincron şi tabela stărilor

K K

TT

Q

Q

J J K Qt+1

0 0

1

0

1 0

1 0

0 1

Qt

Qt


Elementele DD1 şi DD2 servesc pentru înlăturarea stării nedeterminate. Iar

elementele DD3 şi DD4 asigură schimbarea stării treptri a doua, după frontul din

spate a impulsului de intrare.

Bistabi de tip JK sincron


T

S

Q

Q

T2

C D Qt+1

0 x

1 0

1 1

Qt

0

1

S

R

Q

Q

R

&

&

&

PROIECTARE ÎN ELECTRONICĂ ŞI AUTOMATIZĂRI · Simularea circuitului Generarea măştilor pentru...

Documents

Transcript of PROIECTARE ÎN ELECTRONICĂ ŞI AUTOMATIZĂRI · Simularea circuitului Generarea măştilor pentru...