Построение принципиальных схем с использованием МС8




Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р. Е. АЛЕКСЕЕВА»

(НГТУ)

Институт

Радиоэлектроники и информационных технологий

Кафедра

Электроника и сети ЭВМ

Методические указания

по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Схемотехника»

 

Направление подготовки

11.03.04 Электроника и наноэлектроника

 

 

Профиль подготовки

Нанотехнология в электронике

 

Уровень высшего образования

Бакалавриат

 

Форма обучения

Очная

 

Нижний Новгород

Разработчик(и)/составитель(и) методических указаний по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника »:

Доцент, к.т.н. Пособилов Н.Е.

 

Кафедра Электроника и сети ЭВМ

наименование кафедры

Дата, подпись ______________________

 

 

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине « Схемотехника » рассмотрены на заседании кафедры

Электроника и сети ЭВМ

наименование кафедры

Протокол №_________________ от «____ »_____________ 20____ г.

Заведующий кафедрой профессор, д. т. н. Милов В.Р.

ученое звание, степень фамилия, имя, отчество

Дата, подпись ______________________

 

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине « Схемотехника » утверждены Ученым советом образовательно-научного института «Радиоэлектроники и информационных технологий»

Протокол №__ от «___»_______20_______ г.

 

Введение

Лабораторные занятия – это одна из разновидностей практического занятия, являющаяся эффективной формой учебных занятий в организации высшего образования.

Лабораторные занятия дают наглядное представление об изучаемых явлениях и процессах, студенты осваивают постановку и ведение эксперимента, учатся умению наблюдать, оценивать полученные результаты, делать выводы и обобщения. Лабораторные занятия проводятся в составе академической группы с разделением на подгруппы.

Лабораторные занятия, как и другие виды практических занятий, являются средним звеном между углубленной теоретической работой обучающихся на лекциях, семинарах и применением знаний на практике. Эти занятия удачно сочетают элементы теоретического исследования и практической работы.

Проведением лабораторных занятий со студентами достигаются следующие цели:

– углубление и закрепление знания теоретического курса путем практического изучения в лабораторных условиях изложенных в лекциях законов и положений;

– приобретение навыков в научном экспериментировании, анализе полученных результатов;

– формирование первичных навыков организации, планирования и проведения научных исследований.

Методические указания содержат методику построения, моделирование электронных устройств и исследования параметров принципиальных схем логических элементов, с использованием программного обеспечения системы моделирования электронных схем Micro-Cap 8 следующих лабораторных работ:

1. Построение принципиальных электрических схем.

2. Измерение статических параметров логических элементов транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

3. Измерение статических параметров логических элементов эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ).

4.. Исследование переходных процессовв дифференцирующих и интегрирующих RC- цепях.

5.. Операционные усилители(ОУ) в схемотехнике.

6. Схемотехника преобразовательных устройств.

 

Выполняемые лабораторные работы позволяют глубже усвоить материал, полученный студентами на лекциях по утройству и принципах работы принципиальных схем электронных устройств. Освоить программную систему компьютерного моделирования схем и приборов электроники Micro-cap 8.

Студенты должны;

- пройти инструктаж по технике безопасности:

– строго выполнять весь объем самостоятельной подготовки, указанный в описаниях соответствующих лаборатор­ных работ. Проверка готовности студентов проводится преподавателем;

– знать, что после выполнения работы студент должен представить отчет о проделанной работе с обсуждением полученных результатов и выводов. По результатам собеседования студенту выставляется оценка.

Лабораторные работы выполняются на персональном компьютере с использованием системы компьютерного моделирования Micro-Cap 8.

 

 


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. 1. Система моделирования электронных схем Micro-Cap 8

 

1.1.1. Общие сведения о системе

В данной методике приведены сведения о системе Micro-Cap 8 в объеме, необходимом для выполнения лабораторных работ. Более подробные сведения о ней приведены в [1]. Miсго-Сap 8 предназначена для построения, моделирования и анализа электронных схем, включающих: резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды, различные транзисторы, операционные усилители, пере­ключатели, трансформаторы, логические элементы, сложные электронные схемы и др.

1.1.2. Система экрана Miсro-Cap 8

Miсro-Cap 8 (далее MC8) представляет собой единую программную среду. Интерфейс программы является стандартным для программы ОС Windows.

Вид главного окна программы МС8 представлен на рис.1.1.

 

 

Рис. 1.1. Главное окно программы МС8

 

В основном все команды можно вызвать через меню, часть найболее употребимых выведена на панели(рис.1.2) в виде ярлычков(пиктограмм). Кроме того, многие команды можно вызвать “горячими клавишами”.

 

 

Рис. 1.2. Найболее часто используемые элементы верхней панели

 

Построение принципиальных схем с использованием МС8

 

1.2.1. Для исследования электронной схемы необходимо нарисовать ее в рабочем окне.

12.2. Нарисуем, например(рис.1.3), электрическую принципиальную схему логического элемента транзисторно-транзисторной логики(ТТЛ).

1.2.3. На верхней панели(рис.1.2) выбрать стрелкой мыши ярлычок с обозначением необходимого элемента(например, резистора) и нажать левую кнопку мыши на выбранном элементе. Перевести стрелку мыши в рабочее поле в место предполагаемого построения схемы. Нажать левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, можно перемещать компонент по рабочему полю. Если неустраивает ориентация ком­понента, то, не отпуская левую кнопку, нажать правую кнопку.мыши. При каждом нажатии компонент будет поворачиваться на 90 град. После того как компонент будет установлен в нужное место схемы, отпустить левую кнопку мыши, появится окно установки параметров резистора(рис.1.4). Нажать левой кнопкой мыши на атрибут PART( имя ), и произойдет выделение данной строки.и в окне Значение записать выражение R1.

 

 

 

Рис. 1.3. Принципиальная схема логического элемента ТТЛ

 

 

Рис. 1.4. Окно задания параметров резистора

 

Нажать левой кнопкой мыши на атрибут VALUE ( значение-величина сопротивления ), произойдет выделение данной строки. в окне Значение записать значение (четыре килоОма). Нажать кнопку ОК, и указанные параметры будут присвоены выбранному резитору на схеме. Аналогичным образом установить в соответствующих местах рабочего поля остальные резисторы: R2 2K, R3 1K,R4 130 (сто тридцать Ом).

1.2.4 На верхней панели(рис.1.2) выбрать стрелкой мыши ярлычок с обозначением диода и нажать левую кнопку мыши на выбранном элементе. Перевести стрелку мыши в рабочее поле в место предполагаемого построения схемы. Нажав левую кнопку мыши и удерживая ее в нажатом состоянии, можно перемещать компонент по рабочему полю. Если неустраивает ориентация ком­понента, то, не отпуская левую кнопку, нажать правую кнопку "мыши". При каждом нажатии компонент будет поворачиваться на 90 град. После того как компонент будет установлен в нужное место схемы, отпустить левую кнопку "мыши", появится окно установки параметров диода(рис.1.5).

 

 

Рис. 1.5. Окно установки параметров диода

 

Нажать левой кнопкой мыши на атрибут PART, произойдет выделение данной строки. В окне Значение записать значение D1. Нажать левой кнопкой мыши на атрибут MODEL ( имя модели или описание модели компонента ), произойдет выделение данной строки. В окне If vs.Vf выделить имя модели диода 1N3491 и это имя установится в окнах Значение и MODEL.). Нажать кнопку ОК, и указанные параметры будут присвоены выбранному диоду на схеме. Аналогичным образом установить в соответствующем месте рабочего поля диод D2, модель которого соответствует D1.

1.2.5 На верхней панели (рис.1.2) выбрать стрелкой мыши ярлычок с обозначением биполярного транзистора и нажать левую кнопку мыши на выбранном элементе. Перевести стрелку мыши в рабочее поле в место предполагаемого построения схемы. Нажав левую кнопку мыши и удерживая ее в нажатом состоянии, можно перемещать компонент по рабочему полю. Если неустраивает ориентация ком­понента, то, не отпуская левую кнопку, нажать правую кнопку "мыши". При каждом нажатии компонент будет поворачиваться на 90 град. После того как компонент будет установлен в нужное место схемы, отпустить левую кнопку "мыши", появится окно установки параметров биполярного транзистора (рис.1.6). Нажать левой кнопкой мыши на атрибут

 

 

Рис. 1.6. Окно установки параметров биполярного транзистора

 

PART, произойдет выделение данной строки В окне Значение записать значение Q1. Нажать левой кнопкой мыши на атрибут MODEL, произойдет

выделение данной строки. В окне Is vs.Vse выделить имя модели биполярного транзистора 2N2218, и это имя установится в окнах Значение и MODEL.). Нажать кнопку ОК, и указанные параметры будут присвоены выбранному биполярному транзистору на схеме. Установить в соответствующих[ местах рабочего поля биполярные транзисторы Q2, Q3, Q4, модели которых соответствуют Q1.

1.2.6. На панели (рис.1.7) выбрать стрелкой мыши источник импульсного напряжения (Pulse Source), выбирая команды в следующей последовательности:

Компоненты-Analog Primitives-Waveform Sources-Pulse Source.

 

 

Рис. 1.7. Схема выбора источника импульсного сигнала

 

После нажатия левой кнопки “мыши” на Pulse Source появляется условное

изображение источника импульсного напряжения (рис.1.8). После нажатия левой кнопки “мыши”на полученный символ на экране появится окно установки параметров импульсного сигнала(рис.1.9).

 

 

Рис. 1.8. Условное изображение источника импульсного сигнала

 

 

Нажать левой кнопкой “мыши” на атрибут PART, произойдет выделение данной строки. В окне Значение записать значение V1. Нажать левой кнопкой “мыши” на атрибут MODEL, произойдет выделение данной строки. В окне Voltage vs. Time выделить имя модели IMPULSE, и это имя установится в окнах Значение и MODEL). Нажать кнопку ОК, и указанные параметры будут присвоены выбранному источника импульсного напряжения на схеме.

 

 

Рис. 1.9. Окно установки параметров источника импульсного сигнала

 

1.2.7. Установить в соответствующем месте рабочего поля источник постоянного напряжения V2, для этого необходимо на верхней панели(рис.1.2) выбрать стрелкой мыши ярлычок с обозначением Батарея(источник напряжения) и нажать левую кнопку мыши на выбранном элементе.

 

 

 

Рис. 1.10. Окно установки параметров источника постоянного напряжения

 

Перевести стрелку мыши в рабочее поле в место предполагаемого построения схемы. Нажав левую кнопку мыши и удерживая ее в нажатом состоянии, можно перемещать компонент по рабочему полю. Если неустраивает ориентация ком­понента, то, не отпуская левую кнопку, нажать правую кнопку "мыши". При каждом нажатии компонент будет поворачиваться на 90 град. После того как компонент будет установлен в нужное место схемы, отпустить левую кнопку "мыши", появится окно установки параметров резистора (рис.1.10). Нажать левой кнопкой мыши на атрибут PART( имя ), и произойдет выделение данной строки. В окне Значение записать V2. Нажать левой кнопкой мыши на атрибут VALUE ( значение-величина напряжения ), произойдет выделение данной строки и, в окне Значение записать значение 5 (пять вольт). Нажать кнопку ОК, и указанные параметры будут присвоены выбранному резистору на схеме.

1.2.8 Поместить на свое место в схеме элемент Земля ().

 

Таким образом, завершено построение электрической принципиальной схемы логического элемента ТТЛ.

 

2. Лабораторная работа № 1. Построение принципиальных электрических схем

2.1. Цель работы. Обучение студентов методам построения принципиальных электрических схем на персональных ЭВМ с использованием системы моделирования электронных схем Micro-Cap 8.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: