Міністерство освіти та науки України Національний університет „Львівська політехніка” Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки Кафедра електронних приладів Лабораторна робота №1 МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛIДЖЕННЯ БАЗОВИХ ЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЦИФРОВОЇ ТЕХНІКИ Прийняв: Львів 2009 2. МЕТА РОБОТИ Метою роботи є отримання практичних навичок в розробці, макетуванні та дослідженні характеристик базових логічних елементів цифрової техніки. 3. ПОПЕРЕДНЯ ПІДГОТОВКА ДО РОБОТИ 1. Повторити теоретичний матеріал з конспекту лекцій, що в тому числі частково приведений в розділі 1 даної інструкції. 2. Ввійти в середовище графічного вводу схем електричних ПП "Micro-CAP", виконавши наступнi операцiї: ввімкнути комп'ютер; ввести робочий пароль (повідомляється викладачем); вибрати ППП "Micro-CAP" i запустити його на виконання; 3. Повторити основні команди вводу схем та їх моделювання, які приведені в додатку до інструкції. 5. ЗАВДАННЯ ТА ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ Завданням лабораторної роботи моделювання та дослідження базових логічних елементів цифрової техніки. Це завдання складається з таких фундаментальних щодо розуміння основ цифрової схемотехніки задач, як: використання транзисторів (зокрема, польових МДН транзисторів) та резисторів для реалізації логічних елементів; синтез логічних елементів 2I-НЕ та 2АБО-НЕ на основі модельних елементів керованих ключів моделювання та дослідження параметрів базових логічних елементів. Нижче наводиться виконання лабораторної роботи в середовищі схемного моделювання "Micro-CAP" (файли _RH_Digit_Base1/2/3/4/5.cir та рис. 5 – рис. 21): 1. Скласти ключову схему, в склад якої входить n-канальний польовий МДН транзистор – NMOS, резистор навантаження Resistor, джерело напруги живлення схеми Battery V1 та джерело напруги керування V2 затвором транзистора – Battery (рис. 4). 2. Задати параметри елементної бази (рис. 5). 3. Провести DC – аналіз схеми (моделювання перехідної характеристики по постійному струму), в якому дослідити залежність вихідної напруги схеми – витік транзистора від вхідної напруги – затвор транзистора. Задати параметри DC – аналізу та графічного представлення результатів моделювання (рис. 6). 4. Отримати залежність вихідної напруги схеми від напруги джерела сигналу (рис. 7). 5. Скласти ключову схему на модельному елементі – V-Switch (Voltage-Controlled Switch), параметри якого адаптовані для підвищення ефективності моделювання цифрових схем (рис. 8). Інші елементи схеми задати аналогічно п. 1 (рис. 9). 6. Аналогічно п. 3 провести DC – аналіз (рис. 10) та аналогічно п. 4 отримати результат моделювання (рис. 10). 7.  На модельних елемента V-Switch скласти схеми логічних елементів 2І-НЕ та 2АБО-НЕ (рис. 12). 8. Задати параметри елементної бази логічних елементів, зокрема імпульсних джерел напруги, які формують набір вхідних сигналі (рис. 13). 9. Задати параметри моделювання схем логічних елементів (рис. 14). 10.  Отримати залежності вихідних сигналів Y логічних елементів 2І-НЕ та 2АБО-НЕ від набору вхідних сигналів X (рис. 15). 11. Скласти схеми дослідження параметрів макромоделі логічного елементу 2І-НЕ – NAND2 (рис. 16). 12.  Задати параметри моделювання (рис. 17, 18) та отримати залежності вихідного сигналу Y макромоделі логічного елементу 2І-НЕ від набору вхідних сигналів X (рис. 19). 13. Аналогічно до п.11 та п.12 провести дослідження макромоделі логічного елементу 2АБО-НЕ (рис. 20, рис. 21).




Висновок: В дані роботі я отримав практичні навички в розробці, макетуванні та дослідженні характеристик базових логічних елементів цифрової техніки, ознайомився з роботою програми "Micro-CAP.