Какие логические элементы имеются в библиотеке ewb
Перейти к содержимому

Какие логические элементы имеются в библиотеке ewb

  • автор:

Логические элементы Electronics Workbench

Элемент логическое НЕ или инвертор изменяет состояние входного сигнала на противопо­ложное. Уровень логической единицы появляется на его выходе, когда на входе не единица, и наоборот.

Выражение булевой алгебры: Y =Ā.

Логическое И

Элемент И реализует функцию логического умножения. Уровень логической единицы на его выходе появляется в случае, когда на оба входа подается уровень логической единицы.

Выражение булевой алгебры: Y =А × В.

Логическое ИЛИ

Элемент ИЛИ реализует функцию логического сложения. Уровень логической единицы на его выходе появляется в случае, когда на один или на другой вход подается уровень логической единицы.

Выражение булевой алгебры: Y = A V B .

Исключающее ИЛИ

Двоичное число на выходе элемента, исключающее ИЛИ, является младшим разрядом суммы двоичных чисел на его входах.

Выражения булевой алгебры:

Элемент И – НЕ

Элемент И-НЕ реализует функцию логического умножения с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из последовательно включенных элементов И и НЕ.

Таблица истинности элемента получается из таблицы истинности элемента И путем ин­версии результата.

Какие логические элементы имеются в библиотеке ewb

Рассмотрим самый простой элемент NOT. Элемент имеет всего один вход и один выход. В исходном состоянии, когда на входе присутствует 0, то на выходе присутствует 1.

Логические элементы изображаются на схемах в виде прямоугольника, внутри которого указывается тип логического элемента, так для элемента NOT ставится цифра 1. Прямоугольник обозначения логического элемента располагается всегда таким образом, что входы элемента находятся слева, а выходы справа. Следует обратить внимание, что выход, имеющий в исходном состоянии логическую единицу, обозначается маленьким кружком.

Соберём простую электрическую схему с использованием элемента NOT. Для этого, сначала расставим на поле необходимые элементы, как показано на рисунке. Элемент «Voltage source — источник напряжения» находится на панели Sources, там же где и заземление. Источник предназначен для получения сигнала логической 1, то есть +5 вольт.

Некоторые элементы схемы, перед рисованием схемы, следует настроить. Так переключатель следует развернуть на 180 градусов. Для этого следует выделить переключатель и нажать кнопку или, нажав правую кнопку мыши выбрать в локальном меню опцию «Flip Horizontal».
Индикаторные светодиоды следует повернуть выводами вниз. Для этого выделить светодиод и нажать несколько раз кнопку или в локальном меню выбрать «Rotate». В итоге должна получиться такая картина:

Дале, способом, описанным в предыдущем разделе, следует произвести соединения проводниками, так как показано на рисунке.

Для проведения эксперимента следует включить включатель питания электрической схемы установив его в положение I.
Итак, мы видим что индикатор, подключенный к выходу элемента, загорелся (стал красного цвета). На выходе элемента присутствует значение 1. Вход элемента заземлён через контакты переключателя, то есть на входе присутствует 0 (Рисунок А). Надпись «Space» на переключателе означает, что переключать его нужно нажатием клавиши «Пробел» на клавиатуре. Переключим переключатель. Вход логического элемента соединится с источником напряжения, то есть на входе элемента появится значение 1 (о чём свидетельствует зажигание индикатора подключенного к входу), а сам логический элемент выполнит свою прямую обязанность, переключится в состояние 0 (Рисунок Б).

Такая работа логического элемента в логике называется «Инверсия», а сам логический элемент — Инвертор.

Логический элемент AND (И) Логический элемент AND является многовходовым элементом, то есть у этого элемента должно быть число входов 2 и более. Название элемента описывает его функциональное назначение: если на входе 1 и на входе 2 и на входе N присутствует логическая единица, то на выходе элемента появляется логическая единица. Во всех остальных случаях, на выходе элемента присутствует нуль. Логический элемент «И» на схеме обозначается значком &.

Соберём, уже известным нам способом, схему, показанную на рисунке.

Сразу начать тестирование полученной схемы нельзя, так как оба переключателя будут включаться одновременно при нажатии клавиши Пробел. Изменим назначение клавиш для переключателей, назначим им цифровые клавиши соответствующие входам элемента. Для этого следует выделить, например верхний переключатель, нажать правую кнопку мыши и в локальном меню выбрать опцию «Component properties» (Свойства компонента). На экране появится окно настроек переключателя «Switch Properties».

В поле Key, вместо надписи Space, следует ввести 1 и нажать кнопку ОК. Теперь верхний переключатель будет переключаться при нажатии на клавиатуре клавиши 1. Аналогичные изменения следует произвести с нижним переключателем, но ввести значение 2. Теперь можно приступить к эксперименту — произвести все возможные переключения и убедиться, что элемент «И» срабатывает только тогда, когда оба переключателя включены. Переключать переключатели лучше согласно данным в представленной ниже таблице.

Добавим ещё один логический вход нашему элементу AND. Для этого следует выделить логический элемент, нажать правую кнопку мыши и выбрать опцию в локальном меню «Component properties». В окне свойств элемента, выбрать закладку «Number of Inputs» (число входов) и установить флажок на значении 3. Нажать ОК.

На поле схемы следует добавить ещё один переключатель и назначить ему клавишу 3. Должна получиться схема, показанная на рисунке.

Для постановки эксперимента следует воспользоваться таблицей переключений:

Очевидно, что число возможных переключений возросло с 4-х до 8, но логика работы схемы не изменилась — логическая единица появляется на выходе только тогда, когда на всех входах присутствует логическая единица. Элемент «И» выполняет операцию, которая в логике называется Конъюнкция.

Логический элемент OR (ИЛИ). Для исследования свойств логического элемента «ИЛИ», немного изменим предыдущую схему. Выделим и удалим элемент «И», и заменим его на элемент «ИЛИ». Элемент «ИЛИ» обозначается так же как и элемент «НЕ» — 1, только на выходе не рисуется кружок. Элемент «ИЛИ», так же как и элемент «И», является многовходовым элементом.
На поле чертежа создадим элемент «ИЛИ» с тремя входами, так, что бы получилась такая схема:

При проведении эксперимента воспользуемся таблицей переключений и убедимся, что 1 на выходе элемента присутствует тогда, когда хотя бы на одном из входов присутствует 1.

Такая логика работы элемента «ИЛИ» называется Дизъюнкция.

©Гуков Константин Михайлович 2006 — 2012 Почта: [email protected]

Какие логические элементы имеются в библиотеке ewb

uchet-jkh.ru

Библиотека ewb (Electronic Workbench) является мощным инструментом для моделирования электронных схем и проведения различных тестовых испытаний. Среди множества доступных компонентов в ewb особое место занимают логические элементы, которые позволяют создавать сложные логические схемы и анализировать их поведение.

Логические элементы в ewb представляют собой электронные компоненты, которые выполняют определенные логические операции, такие как И (AND), ИЛИ (OR), НЕ (NOT) и т. д. Каждый элемент имеет определенное количество входных и выходных контактов, которые можно соединять между собой для построения различных логических схем.

Примером использования логических элементов в ewb может служить создание простой комбинационной схемы, которая выполняет логическую операцию И. Для этого необходимо добавить два логических элемента типа И, соединить их входы с генератором сигналов, а выходы — с общим выходом. Затем, при изменении сигнала на входах, можно наблюдать изменения сигнала на выходе схемы.

Важно отметить, что использование логических элементов в ewb позволяет удобно и наглядно моделировать и анализировать различные логические схемы. Это особенно полезно при проектировании сложных электронных устройств и систем.

Логические элементы: обзор и их роль в ewb

Логические элементы являются основными строительными блоками электронных схем и позволяют выполнять логические операции над входными сигналами. В библиотеке ewb (Electronic Workbench) существует широкий набор логических элементов, которые можно использовать для создания и моделирования различных схем.

Основными логическими элементами в ewb являются:

  • Инверторы
  • AND-гейты
  • OR-гейты
  • XOR-гейты
  • НЕ-имликанты
  • И-импликанты
  • ИЛИ-импликанты

Инвертор (NOT) является самым простым логическим элементом. Он принимает на вход один сигнал и выдаёт его логическое отрицание. AND-гейт принимает на вход два сигнала и выдаёт логическое «И» от этих сигналов. OR-гейт также принимает два сигнала, но выдаёт логическое «ИЛИ». XOR-гейт работает подобно OR-гейту, но выдаёт 1 только в случае, если на входах есть только один активный сигнал.

Логические импликанты (НЕ-имликанта, И-импликанта, ИЛИ-импликанта) позволяют задать более сложные логические функции, комбинируя входные сигналы с помощью логических элементов. Например, И-импликанта принимает на вход два или более сигнала и выдаёт активный сигнал только в случае, если все входные сигналы активны.

В библиотеке ewb можно создавать и комбинировать логические элементы, строить логические цепи и моделировать их работу. Это позволяет исследовать различные комбинации сигналов и распределение логических функций внутри схемы. При этом ewb предоставляет средства для анализа и визуализации работы логических элементов.

Использование логических элементов в ewb значительно упрощает процесс проектирования и моделирования электронных схем. Они позволяют быстро и эффективно создавать сложные логические функции и анализировать их поведение. При этом ewb предоставляет возможность визуального представления схем в виде графических моделей, что значительно упрощает восприятие и анализ электронных схем.

Примеры использования логических элементов в библиотеке ewb

В библиотеке Electronic Workbench (ewb) представлены различные логические элементы, которые могут быть использованы для моделирования и симуляции цифровых схем. В этом разделе мы рассмотрим несколько примеров использования этих элементов.

Пример 1: Использование вентилей И и ИЛИ

Предположим, у нас есть два входа A и B, и нам требуется создать логическую схему, которая будет выдавать единицу только в том случае, если оба входа A и B равны единице. Для этого мы можем воспользоваться вентилем И (AND gate). В библиотеке ewb есть специальный элемент для вентиля И, который мы можем использовать. Подключив входы A и B к вентилю И, мы можем увидеть, что выходной сигнал будет равен единице только тогда, когда оба входа А и В равны единице.

Пример 2: Использование вентилей ИЛИ и НЕ

Допустим, у нас есть три входа A, B и C, и нам требуется создать логическую схему, которая будет выдавать единицу только тогда, когда хотя бы один из входов A, B или C равен единице, но не все входы одновременно. Для этого мы можем использовать вентиль ИЛИ (OR gate). Подключив входы A, B и C к вентилю ИЛИ, мы можем увидеть, что выходной сигнал будет равен единице, если хотя бы один из входов A, B или C равен единице, но не все входы одновременно. Для получения требуемого результата, мы также можем подключить выход вентиля ИЛИ к вентилю НЕ (NOT gate), который инвертирует выходной сигнал. На выходе вентиля НЕ мы получим единицу только в том случае, если выход вентиля ИЛИ равен нулю, т.е. когда все входы A, B и C равны нулю или все одновременно равны единице.

Пример 3: Использование сумматора

Предположим, нам нужно сложить два бита A и B и выдать сумму S и перенос C. Для этой цели мы можем использовать сумматор, который включает в себя вентили И, ИЛИ и Исключающего ИЛИ (XOR gate). Подключив входы A и B к сумматору, мы можем увидеть, что на выходе будут выдаваться сумма S и перенос C в соответствии с правилами сложения двоичных чисел. Например, если A равно 1, B равно 1, то на выходе мы получим S равное 0 и C равное 1.

Пример 4: Использование мультиплексора

Допустим, у нас есть четыре входа A, B, C и D, и нам требуется создать логическую схему, которая будет выбирать один из входов в зависимости от управляющих сигналов X и Y. Для этого мы можем использовать мультиплексор, который позволяет выбрать один из входов на основе комбинации управляющих сигналов. Подключив входы A, B, C и D к мультиплексору и установив нужные значения управляющих сигналов X и Y, мы можем увидеть, что на выходе будет выбран один из входов в соответствии с заданными значениями управляющих сигналов.

Пример 5: Использование JK-триггера

Кроме логических элементов, в библиотеке ewb также представлены триггеры, которые позволяют хранить и изменять состояние в зависимости от входных сигналов. Например, мы можем использовать JK-триггер, который имеет два входа J и K и два выхода Q и Q̅. Подключив входы J и K к JK-триггеру, мы можем установить начальное состояние триггера, а затем изменять его состояние, устанавливая различные значения на входах J и K. На выходе триггера будут отображаться текущие значения Q и Q̅ в соответствии с его состоянием.

Пример 6: Использование счетчика

Для создания последовательных событий или имитации десятичного счетчика мы можем использовать счетчик, включающий в себя JK-триггеры и дешифратор. Подключив JK-триггеры к дешифратору и устанавливая различные значения на входах J и K, мы можем смоделировать последовательное изменение состояний и получить на выходе для каждого состояния соответствующий сигнал.

Особенности и основные возможности логических элементов EWB

Логические элементы в библиотеке EWB (Electronic Workbench) представляют собой электронные компоненты, которые используются для создания и моделирования цифровых схем. Эти элементы имитируют поведение различных логических функций и позволяют пользователю проводить тестирование и отладку цифровых устройств перед их физической реализацией.

Основной возможностью логических элементов в EWB является моделирование работы цифровых схем. Используя логические элементы, можно создавать различные цифровые устройства, такие как счетчики, дешифраторы, регистры, логические вентили и многое другое. Каждый логический элемент имеет определенное количество входов и выходов, которые можно соединять между собой для формирования нужной цифровой схемы.

Логические элементы в EWB имеют также ряд особенностей, которые делают работу с ними более удобной:

  1. Возможность настройки параметров элемента: каждый логический элемент имеет ряд настроек, которые позволяют изменять его поведение. Например, для элемента «ИЛИ» можно выбрать количество входов, задать значения задержек, установить логическое состояние при включении и т.д.
  2. Визуальное представление элементов: каждый логический элемент имеет графическое представление, которое отображает его форму и соединения входов и выходов. Это позволяет наглядно представить структуру цифровой схемы и упрощает ее моделирование.
  3. Встроенные инструменты анализа: EWB предлагает набор инструментов для анализа и отладки цифровых схем. С помощью этих инструментов можно выполнять симуляцию работы схемы, анализировать временные диаграммы сигналов, проводить замеры времени задержки и многое другое.
  4. Возможность создания собственных элементов: пользователь может создавать свои собственные логические элементы в EWB. Для этого используется специальный редактор, который позволяет задавать логическую функцию элемента, его внешний вид и другие параметры.

В целом, логические элементы в EWB представляют собой мощный инструмент, который позволяет моделировать и анализировать работу цифровых схем. Они упрощают разработку и отладку цифровых устройств, позволяют экономить время и средства на физическую реализацию схемы.

Преимущества использования логических элементов в ewb

Интегрированные среды разработки, такие как Electronics Workbench (ewb), предоставляют мощные инструменты для моделирования и симуляции электронных схем. Один из ключевых компонентов в таких инструментах — логические элементы.

1. Универсальность

Логические элементы в ewb представляют собой абстрактные модели, которые могут быть использованы для симуляции различных логических операций. Такие элементы включают в себя последовательные и комбинационные логические блоки, двоичные счетчики, дешифраторы и мультиплексоры. Благодаря этому инженеры могут легко моделировать и анализировать различные логические функции в своих проектах.

2. Упрощение процесса разработки

Использование логических элементов в ewb значительно упрощает процесс разработки электронных схем. Они позволяют инженерам легко создавать и моделировать сложные логические операции, необходимые для работы их устройств. Благодаря удобному интерфейсу и возможности графического моделирования, инженеры могут быстро и эффективно создавать прототипы своих схем и проверять их работоспособность.

3. Работа с несколькими комбинациями входных данных

Логические элементы в ewb позволяют инженерам работать с несколькими комбинациями входных данных. Это особенно полезно при моделировании и анализе схем, где требуется учесть все возможные комбинации логических состояний. Благодаря этому, инженеры могут быть уверены в том, что их схемы работают корректно во всех возможных сценариях использования.

4. Возможность проверки работоспособности перед реализацией

Использование логических элементов в ewb также позволяет инженерам проверить работоспособность своих схем до их физической реализации. Путем симуляции и моделирования инженеры могут проводить различные тесты и анализировать поведение схемы в различных условиях. Это помогает выявить возможные ошибки и недочеты еще на этапе разработки и предотвратить потенциальные проблемы в будущем.

5. Повторное использование

Большим преимуществом использования логических элементов в ewb является возможность их повторного использования. Сетевые схемы, содержащие логические элементы, могут быть сохранены и использованы в других проектах. Это экономит время инженера и позволяет использовать уже проверенные и отлаженные модели, ускоряя процесс разработки.

В целом, использование логических элементов в ewb — это мощный инструмент для разработки и анализа электронных схем. Они упрощают процесс разработки, позволяют проводить тщательное моделирование и тестирование, а также повышают эффективность и надежность проектов.

Вопрос-ответ

Что такое библиотека ewb?

Библиотека ewb — это программное обеспечение для создания схем электрических цепей и моделирования их работы.

Какие логические элементы доступны в библиотеке ewb?

В библиотеке ewb доступны различные логические элементы, такие как: И, ИЛИ, НЕ, XOR, JK-триггер, D-триггер и т.д.

Как использовать логический элемент И в библиотеке ewb?

Для использования логического элемента И в библиотеке ewb необходимо разместить его на схеме, соединить входы и выходы элемента с другими элементами схемы и задать значения входных сигналов.

Можно ли создавать свои собственные логические элементы в библиотеке ewb?

Да, в библиотеке ewb есть возможность создавать собственные логические элементы. Для этого необходимо воспользоваться функцией редактирования элементов библиотеки и задать нужные параметры создаваемого элемента.

Какая кнопка отвечает за добавление логического элемента ИЛИ на схему в библиотеке ewb?

Кнопка «ИЛИ» находится на панели инструментов библиотеки ewb и отвечает за добавление логического элемента ИЛИ на схему.

Можно ли моделировать работу логических элементов в библиотеке ewb?

Да, в библиотеке ewb есть возможность моделировать работу логических элементов. Это позволяет анализировать поведение цепи при различных входных сигналах и оптимизировать ее работу.

Компоненты Electronics Workbench

Для операций с компонентами на общем поле Electronics Workbench выделены две области: панель компонентов и поле компонентов (рис. 1. 1).

Electronics Workbench V 5.12

Панель компонентов состоит из пиктограмм полей компонентов, поле компонентов -из условных изображений компонентов. Щелчком мышью на одной из одиннадцати пиктограмм полей компонентов, расположенных на панели, можно открыть соответствующее поле. На рис. 1. 1 открыто поле пассивных компонентов (Passive). Расположение элементов в полях ориентировано на частоту использования компонента. Для описания компонентов более логичным является разделение их по типам, чему мы будем следовать в дальнейшем, давая в каждом случае ссылку на поле, в котором расположен компонент. На рис. 1. 2 показаны все имеющиеся в Electronics Workbench поля компонентов. Эта картинка получена искусственно, на самом деле при работе может быть открыто только одно поле компонентов. Перейдем теперь к описанию имеющихся в программе компонентов. В библиотеки элементов программы Electronics Workbench входят аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые компоненты. Все компоненты можно условно разбить на следующие группы:
— базовые компоненты,
— источники,
— линейные компоненты,
— ключи,
— нелинейные компоненты,
— индикаторы,
— логические компоненты,
— узлы комбинационного типа,
— узлы последовательного типа,
— гибридные компоненты.

Electronics Workbench V 5.12

Базовые компоненты

Electronics Workbench V 5.12

Узел применяется для соединения проводников и создания контрольных точек. К каждому узлу может подсоединяться не более четырех проводников. После того, как схема собрана, можно вставить дополнительные узлы для подключения приборов.

Electronics Workbench V 5.12

Компонент «заземление» имеет нулевое напряжение и таким образом обеспечивает исходную точку для отсчета потенциалов. Не все схемы нуждаются в заземлении для моделирования, однако любая схема, содержащая: — операционный усилитель,
— трансформатор,
— управляемый источник,
— осциллограф,
должна быть обязательно заземлена, иначе приборы не будут производить измерения или их показания окажутся неправильными.

Electronics Workbench V 5.12

Будьте внимательны при заземлении трансформаторов и управляемых источников.

Источники

Все источники в Electronics Workbench идеальные. Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю, поэтому его выходное напряжение не зависит от нагрузки. Идеальный источник тока имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление, поэтому его ток не зависит от сопротивления нагрузки.

Electronics Workbench V 5.12

Функциональный генератор можно использовать в качестве идеального источника напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

ЭДС источника постоянного напряжения или батареи измеряется в Вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Короткой жирной чертой в изображении батареи обозначается вывод, имеющий отрицательный потенциал по отношению к другому выводу.

Electronics Workbench V 5.12

Батарея в Electronics Workbench имеет внутреннее сопротивление, равное нулю, поэтому, если необходимо использовать две параллельно подключенные батареи, то следует включить последовательно между ними небольшое сопротивление (например, в 1 Ом).

Electronics Workbench V 5.12

Ток источника постоянного тока (direct current) измеряется в Амперах и задается производными величинами (от мкА до кА). Стрелка указывает направление тока (от «+» к «-«).

Electronics Workbench V 5.12

Действующее значение (root-mean-square — RMS) напряжения источника измеряется в Вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Имеется возможность установки частоты и начальной фазы. Напряжение источника отсчитывается от вывода со знаком «-«. Действующее значение напряжения VRMS, вырабатываемое источником переменного синусоидального напряжения, связано с его амплитудным значением VPEAK следующим соотношением:

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Действующее значение тока источника измеряется в Амперах и задается производными величинами (от мкА до кА). Имеется возможность установки частоты и начальной фазы. Ток источника отсчитывается от вывода со знаком «~». Действующее значение тока IRMS, вырабатываемое источником переменного синусоидального тока, связано с его амплитудным значением IPEAK следующим соотношением:

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Генератор вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов. Можно регулировать амплитуду импульсов, коэффициент заполнения (скважность) и частоту следования импульсов. Отсчет амплитуды импульсов генератора производится от вывода, противоположного выводу «+».

Electronics Workbench V 5.12

Выходное напряжение источника напряжения, управляемого напряжением, зависит от входного напряжения, приложенного к управляющим зажимам. Отношение выходного напряжения к входному определяется коэффициентом пропорциональности Е, который задается в мВ/В, В/В и кВ/В:

Electronics Workbench V 5.12

где Vout — выходное напряжение источника, Vin- входное напряжение источника.

Electronics Workbench V 5.12

Величина тока источника тока, управляемого напряжением, зависит от входного напряжения, приложенного к управляющим зажимам. Отношение выходного тока к управляющему напряжению — коэффициент G, измеряется в единицах проводимости (1/Ом или сименс):

Electronics Workbench V 5.12

где lout — выходной ток источника, Vin — напряжение, приложенное к управляющим зажимам источника.

Electronics Workbench V 5.12

Величина тока источника тока, управляемого током, зависит от величины входного тока (тока в управляющей ветви). Входной и выходной токи связаны коэффициентом пропорциональности F, который определяет отношение выходного тока к току в управляющей ветви. Коэффициент F задается в мА/А, А/А и кА/А.

Electronics Workbench V 5.12

где lout — выходной ток источника, I™ — входной ток источника.

Electronics Workbench V 5.12

Величина напряжения источника напряжения, управляемого током, зависит от величины входного тока (тока в управляющей ветви). Входной ток и выходное напряжение образуют параметр, называемый передаточным сопротивлением Н, который представляет собой отношение выходного напряжения к управляющему току. Передаточное сопротивление имеет размерность сопротивления и задается в мОм, Ом и кОм.

Electronics Workbench V 5.12

где VouT — выходное напряжение источника, lin — входной ток источника.

Electronics Workbench V 5.12

При подключении управляемых источников нужно соблюдать полярность и направление то ков в подключаемых цепях. Стрелка указывает направление тока от «+» к «-«, значком «+’ указан положительный вывод источника напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

Используя этот источник напряжения, можно устанавливать фиксированный потенциал узла 5 В или уровень логической единицы.

Electronics Workbench V 5.12

При помощи этого источника устанавливают уровень логической единицы в узле схемы.

Electronics Workbench V 5.12

Сопротивление резистора измеряется в Омах и задается производными величинами (от Ом до МОм).

Electronics Workbench V 5.12

Положение движка переменного резистора устанавливается при помощи специального элемента — стрелочки-регулятора. В диалоговом окне можно установить сопротивление, начальное положение движка (в процентах) и шаг приращения (также в процентах). Имеется возможность изменять положение движка при помощи клавиш-ключей.

Используемые клавиши-ключи: • буквы от А до Z, • цифры от 0 до 9, • клавиша Enter на клавиатуре, • клавиша пробел [Space]. Для изменения положения движка необходимо нажать клавишу-ключ. Для увеличения значения положения движка необходимо одновременно нажать [Shift] и клавишу-ключ, для уменьшения — клавишу-ключ.

Electronics Workbench V 5.12

Пример: Движок установлен в положении 45%, шаг приращения — 5%, клавиша-ключ -пробел [Space]. Нажатием, клавиши [Space] положение движка становится равным 40%. При каждом последующем нажатии на клавишу [Space] значение уменьшается на 5%. Если нажать [Space]+ [Shift], то положение движка потенциометра увеличится на 5%.

Electronics Workbench V 5.12

Ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах и задается производными величинами (от пФ до Ф).

Electronics Workbench V 5.12

Переменный конденсатор допускает возможность изменения величины емкости. Величину ёмкости устанавливают, используя её начальное значение и значение коэффициента пропорциональности следующим образом: С = (начальное значение/100) • коэффициент пропорциональности. Значение емкости может устанавливаться с помощью клавиш-ключей так же, как и положение движка переменного резистора.

Electronics Workbench V 5.12

Индуктивность катушки (дросселя) измеряется в Генри и задается производными величинами (от мкГн до Гн).

Electronics Workbench V 5.12

Величину индуктивностью этой катушки устанавливают, используя начальное значение её индуктивности и коэффициента пропорциональности следующим образом: L = (начальное значение /100) • коэффициент Значение индуктивности может устанавливаться с помощью клавиш-ключей так же, как и положение движка переменного резистора.

Electronics Workbench V 5.12

Трансформатор используется для преобразования напряжения VI в напряжение V2. Коэффициент трансформации n равен отношению напряжения VI на первичной обмотке к напряжению V2 на вторичной обмотке. Параметр n может быть установлен в диалоговом окне свойств модели трансформатора. Трансформатор может быть выполнен с отводом средней точки.

Electronics Workbench V 5.12

Схема, содержащая трансформатор, должна быть заземлена.

Ключи имеют два состояния: выключенное (разомкнутое) и включенное (замкнутое). В выключенном состоянии они представляют собой бесконечно большое сопротивление, во включенном состоянии их сопротивление равно нулю. Ключи могут управляться: • клавишей, • таймером, • напряжением, • током. Так как замкнутые ключи в Electronics Workbench имеют сопротивление равное нулю, то при параллельном соединении с другим ключом или батареей рекомендуется последовательно ввести в цепь резистор с сопротивлением 1 Ом.

Electronics Workbench V 5.12

Электромагнитное реле может иметь нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты. Оно срабатывает, когда ток в управляющей обмотке превышает значение тока срабатывания Ion. Во время срабатывания происходит переключение пары нормально замкнутых контактов S2, S3 реле на пару нормально замкнутых контактов S2, S1 реле. Реле остается в состоянии срабатывания до тех пор, пока ток в управляющей обмотке превышает удерживающий ток Ihd. Значение тока Ihd должно быть меньше, чем Ion.

Electronics Workbench V 5.12

Ключи могут быть замкнуты или разомкнуты при помощи управляющих клавиш на клавиатуре. Имя управляющей клавиши можно ввести с клавиатуры в диалоговом окне, появляющемся после двойного щелчка мышью на изображении ключа.

Electronics Workbench V 5.12

Пример: Если необходимо, чтобы состояние ключа изменялось клавишей ‘пробел’ [Space], то следует ввести текст «Space» в диалоговое окно и нажать ОК.

Используемые клавиши-ключи: • буквы от А до Z, • цифры от 0 до 9, • клавиша Enter на клавиатуре, • клавиша пробел [Space].

Electronics Workbench V 5.12

Реле времени представляет собой ключ, который размыкается в момент времени Toff и замыкается в момент времени Ton. Ton и Toff должны быть больше 0. Если Ton < Toff, то в начальный момент времени, когда t = О, ключ находится в разомкнутом состоянии. Замыкание ключа происходит в момент времени t = Ton, а размыкание - в момент времени t = Toff. Если Ton >Toff, то в начальный момент времени, когда t = О, ключ находится в замкнутом состоянии. Размыкание ключа происходит в момент времени t = Toff, а замыкание — в момент времени t = Ton. Ton не может равняться Toff.

Electronics Workbench V 5.12

Ключ, управляемый напряжением, имеет два управляющих параметра: включающее (Von) и выключающее (Voff) напряжения. Он замыкается, когда управляющее напряжение больше или равно включающему напряжению Von, и размыкается, когда оно равно или меньше, чем выключающее напряжение Voff.

Electronics Workbench V 5.12

Ключ, управляемый током, работает аналогично ключу, управляемому напряжением. Когда ток через управляющие выводы превышает ток включения Ion, ключ замыкается; когда ток падает ниже тока выключения loff — ключ размыкается.

Нелинейные элементы

Electronics Workbench V 5.12

Лампа накаливания — элемент резистивного типа, преобразующий электроэнергию в световую энергию. Она характеризуется двумя параметрами: максимальной мощностью Ртах и максимальным напряжением Vmax. Максимальная мощность может иметь величину в диапазоне от мВт до кВт, максимальное напряжение — в диапазоне от мВ до кВ. При напряжении на лампе большем Vmax (в этот момент мощность, выделяющаяся в лампе, превышает Ртах) она перегорает. При этом изменяется изображение лампы (обрывается нить) и проводимость ее становится равной нулю.

Electronics Workbench V 5.12

Предохранитель разрывает цепь, если ток в ней превышает максимальный ток Imax. Значение Imax может иметь величину в диапазоне от мА до кА. В схемах, где используются источники переменного тока, Imax является максимальным мгновенным, а не действующим значением тока.

Electronics Workbench V 5.12

Ток через диод может протекать только в одном направлении — от анода А к катоду К. Состояние диода (проводящее или непроводящее) определяется полярностью приложенного к диоду напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

Для стабилитрона (диода Зенера) рабочим является отрицательное напряжение. Обычно этот элемент используют для стабилизации напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

Светоизлучающий диод излучает видимый свет, когда проходящий через него ток превышает пороговую величину.

Electronics Workbench V 5.12

Мостовой выпрямитель предназначен для выпрямления переменного напряжения. При подаче на выпрямитель синусоидального напряжения среднее значение выпрямленного напряжения Vdc можно приблизительно вычислить по формуле:

Electronics Workbench V 5.12

где Vp — амплитуда входного синусоидального напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

В отличие от простого диода, диод Шоттки находится в отключенном состоянии до тех пор, пока напряжение на нем не превысит фиксированного уровня порогового напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

У тиристора помимо анодного и катодного выводов имеется дополнительный вывод управляющего электрода. Он позволяет управлять моментом перехода прибора в проводящее состояние. Вентиль отпирается, когда ток управляющего электрода превысит пороговое значение, а к анодному выводу не будет приложено положительное смещение. Тиристор остается в открытом состоянии, пока к анодному выводу не будет приложено отрицательное напряжение.

Electronics Workbench V 5.12

Симистор способен проводить ток в двух направлениях. Он запирается при изменении полярности протекающего через него тока и отпирается при подаче следующего управляющего импульса.

Electronics Workbench V 5.12

Динистор — управляемый анодным напряжением двунаправленный переключатель. Динистор не проводит ток в обоих направлениях до тех пор, пока напряжение на нем не превысит напряжения переключения, тогда динистор переходит в проводящее состояние и его сопротивление становится равным нулю.

Electronics Workbench V 5.12

Операционный усилитель (ОУ) — усилитель, предназначенный для работы с обратной связью. Он обычно имеет очень высокий коэффициент усиления по напряжению, высокое входное и низкое выходное сопротивление. Вход «+» является неинвертирующим, а вход «-» — инвертирующим. Модель операционного усилителя позволяет задавать параметры: коэффициент усиления, напряжение смещения, входные токи, входное и выходное сопротивления. Входные и выходные сигналы ОУ должны быть заданы относительно земли.

Electronics Workbench V 5.12

ОУ с пятью выводами имеет два дополнительных вывода (положительный и отрицательный) для подключения питания. Для моделирования этого усилителя используется модель Буля-Коха-Педерсона. В ней учитываются эффекты второго порядка, ограничение выходного напряжения и тока.

Electronics Workbench V 5.12

Умножитель перемножает два входных напряжения Vx и Vy. Выходное напряжение Vout рассчитывается по формуле:

Electronics Workbench V 5.12

где к — константа умножения, которая может устанавливаться пользователем.

Биполярные транзисторы.

Биполярные транзисторы являются усилительными устройствами, управляемыми током. Они бывают двух типов: P-N-P и N-P-N. Буквы означают тип проводимости полупроводникового материала, из которого изготовлен транзистор. В транзисторах обоих типов стрелкой отмечается эмиттер, направление стрелки указывает направление протекания тока.

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Полевые транзисторы (FET)

Полевые транзисторы управляются напряжением на затворе, то есть ток, протекающий через транзистор, зависит от напряжения на затворе. Полевой транзистор включает в себя протяженную область полупроводника n-типа или р-типа, называемую каналом. Канал оканчивается двумя электродами, которые называются истоком и стоком. Кроме канала n-или р-типа, полевой транзистор включает в себя область с противоположным каналу типом проводимости. Электрод, соединенный с этой областью, называют затвором. Для полевых транзисторов в Electronics Workbench выделено специальное поле компонентов FET. В программе имеются модели полевых транзисторов трех типов: транзисторов с управляющим р-n переходом (JFET) и двух типов транзисторов на основе металлооксидной пленки (МОП-транзисторы или MOSFET): МОП-транзисторы с встроенным каналом (Depletion MOSFETs) и МОП-транзисторы с индуцированным каналом (Enhancement MOSFETs).

Полевые транзисторы с управляющим р-n переходом (JFET)

Полевой транзистор с управляющим р-n переходом (JFET) — униполярный транзистор, управляемый напряжением, в котором для управления током используется наведенное электрическое поле, зависящее от напряжения затвора. Для n-канального полевого транзистора с управляющим р-n переходом чем более отрицательным будет напряжение, прикладываемое к затвору, тем меньше будет ток.

Electronics Workbench V 5.12

В поле компонентов имеется два типа таких транзисторов: N-канальный и Р-канальный.

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Полевые транзисторы на основе металлооксидной пленки

Управление током, протекающим через полевой транзистор на основе металлооксидной пленки (МОП-транзистор или MOSFET), также осуществляется с помощью электрического поля, прикладываемого к затвору. Обычно подложка контактирует с наиболее отрицательно смещенным выводом транзистора, подключенным к истоку. В трехвыводных транзисторах подложка внутренне соединена с истоком. N-канальный транзистор имеет следующее обозначение: стрелка направлена внутрь значка; р-канальный транзистор имеет исходящую из значка стрелку. N-канальный и р-канальный МОП-транзисторы имеют различную полярность управляющих напряжений. В Electronics Workbench имеется 8 типов МОП-транзисторов: 4 типа МОП-транзисторов со встроенным каналом, 4 типа МОП-транзисторов с индуцированным каналом.

МОП-транзистор со встроенным каналом (Depletion MOSFETs)

Подобно полевым транзисторам с управляющим р-n переходом (JFET), МОП-транзистор со встроенным каналом состоит из протяженной области полупроводника, называемой каналом. Для р-канального транзистора эта область является полупроводником р-типа, для n-канального транзистора — n-типа. Свободные электроны от истока до стока должны пройти через этот узкий канал, заканчивающийся с обеих сторон электродами, называемыми истоком и стоком. Металлический затвор МОП-транзистора изолирован от канала тонким слоем двуокиси кремния так, что ток затвора во время работы пренебрежимо мал. Чем более отрицательное напряжение затвор-исток приложено к n-канальному транзистору, тем больше канал обедняется электронами проводимости, ток стока при этом уменьшается. При значении напряжения затвор-исток Vgs (off) канал полностью обеднен, и ток от истока к стоку прекращается. Напряжение Vgs (off) называется напряжением отсечки. С другой стороны, чем более положительно напряжение затвор-исток, тем больше размер канала, что приводит к увеличению тока. Р-канальный транзистор работает аналогично, но при противоположных полярностях напряжения.

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

МОП-транзисторы с индуцированным каналом (Enhancement MOSFETs)

Эти МОП-транзисторы не имеют физического канала между истоком и стоком, как МОП-транзисторы со встроенным каналом. Вместо этого область проводимости может расширяться на весь слой двуокиси кремния. МОП-транзистор с индуцированным каналом работает только при положительном напряжении исток-затвор. Положительное напряжение исток-затвор, превышающее минимальное пороговое значение (Vto), создает инверсионный слой в области проводимости, смежной со слоем двуокиси кремния. Проводимость этого индуцированного канала увеличивается при увеличении положительного напряжения затвор-исток. МОП-транзисторы с индуцированным каналом используются преимущественно в цифровых схемах и схемах с высокой степенью интеграции (БИС).

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Цифровые элементы

Цифровые элементы программы представлены следующими группами: Индикаторы, логические элементы, узлы комбинационного типа, узлы последовательностного типа, гибридные элементы.

Electronics Workbench V 5.12

Каждый из семи выводов индикатора управляет соответствующим сегментом, от а до g. В таблице функционирования приведены комбинации логических уровней, которые нужно установить на входе индикатора, чтобы на его дисплее получить изображения шестнадцатиричных цифр от 0 до F. Наименование сегментов семисегментного индикатора:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *