Материал: 689_Perov_G.V._Skhemotekhnicheskoe_proektirovanie_
5.2.2.6. Классификация САПР, методология построения САПР, архитектура САПР (ГОСТ 23501.101-87 Системы автоматизированного проектирования). 5.2.2.7. Пакеты прикладных программ автоматизированного проектирования и моделирования РЭУ стр. 15-25 (Р.В. Антипенский, А.Г. Фадин. Схемотехническое проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств. Учебное пособие. М. Техносфера, 2007 г., стр.15-25).
5.2.2.8. Оценить количественно риски сбоя спроектированных синусоидального, импульсного и экспоненциального источников сигнала по результатам моделирования. Какая из электрических схем имеет минимальный риск сбоя и почему.
5.3. Теоретические сведения.
Асинхронный метод моделирования применяется для анализа переходных процессов в логических схемах. В этом методе учитывается время распространения сигналов в элементах и соединительных цепях схемы. Изменение значений выходных сигналов логического элемента происходит с некоторым запаздыванием по отношению к входным сигналам, которое учитывается задержкой в моделях элементов. Каждый элемент характеризуется некоторой средней задержкой, значение которой может меняться в зависимости от режима работы элемента, комбинации входных сигналов, температуры, отклонения в технологии изготовления элемента и т.д. В зависимости от требуемой степени адекватности моделирования учет задержек производится с той или иной степенью детализации. Задержки в линиях связи весьма малы и обычно не учитываются, однако при моделировании устройств с очень высоким быстродействием учитываются и они.
Временное рассогласование входных сигналов элемента может привести к появлению ложного сигнала на выходе логического элемента. Такая возможность появления ложных сигналов носит название риска сбоя. Если сигналы на выходе схемы для двух смежных наборов входных воздействий остаются одинаковыми, а во время переходного процесса возможно появление ложного сигнала противоположного значения, то такая ситуация называется статическим риском сбоя. Такое временное рассогласование сигналов приводит к появлению на выходе ложного сигнала.
- 41 -
5.4. Порядок выполнения работы
5.4.1. Исследование динамических характеристик цифровых элементов различных серий на примере элементов «НЕ»
5.4.1.1. Создать проект моделирования устройств; 5.4.1.2. Поместить на рабочую поверхность три элемента «НЕ», принадле-
жащих различным сериям.(Использовать библиотеки 7400.slb, 74ac.slb, 74hc.slb);
5.4.1.3. Подключить к трем элементам один аналоговый источник питания;
Синусоидальный
Импульсный
Экспоненциальный
5.4.1.4. Выполнить моделирование устройства; 5.4.1.5. Проанализировать результаты моделирования. Определить различия
динамических характеристик элементов приведенных серий Пример выполнения работы
5.4.2. Подключение синусоидального источника сигнала (рис. 5.1. – 5.2.)
Рис. 5.1. – Подключение синусоидального источника напряжения
Рис. 5.2. – Результаты моделирования
- 42 -
5.4.3. Подключение импульсного источника сигнала (рис. 5.3. – 5.4.)
Рис. 5.3. – Подключение импульсного источника сигнала
Рис. 5.4. – Результаты моделирования схемы с импульсным источником сигнала
5.4.4. Подключение экспоненциального источника сигнала
(рис. 5.5. – 5.6.)
Рис. 5.5. – Схема с экспоненциальным источником сигнала
- 43 -
Рис. 5.6. – Результаты моделирования схемы
5.4.5. Моделирование статических рисков сбоя на примере элемента «И»
5.4.5.1. Создать проект моделирования устройств; 5.4.5.2. Поместить на рабочую поверхность элемент «И» из библиотеки
7400.olb;
5.4.5.3. Подключить к входам элемента аналоговые источники питания;
–Синусоидальный
˗Синхронная подача сигналов
˗Противофазная подача сигналов
˗Подача сигналов в режиме моделирования статического риска сбоя
–Импульсный
˗Синхронная подача сигналов
˗Противофазная подача сигналов
˗Подача сигналов в режиме моделирования статического риска сбоя
–Экспоненциальный
˗Синхронная подача сигналов
˗Противофазная подача сигналов
˗Подача сигналов в режиме моделирования статического риска сбоя 5.4.5.4. Выполнить моделирование устройства; 5.4.5.5. Проанализировать результаты моделирования.
5.4.6. Моделирование статических рисков сбоя на примере элемента «ИЛИ»
5.4.6.1. Создать проект моделирования устройств; 5.4.6.2. Поместить на рабочую поверхность элемент «ИЛИ» из библиотеки
7400.olb;
5.4.6.3. Подключить к входам элемента аналоговые источники питания;
˗Синусоидальный
-44 -
˗Синхронная подача сигналов
˗Противофазная подача сигналов
˗Подача сигналов в режиме моделирования статического риска сбоя
˗Импульсный
˗Синхронная подача сигналов
˗Противофазная подача сигналов
˗Подача сигналов в режиме моделирования статического риска сбоя
˗Экспоненциальный
˗Синхронная подача сигналов
˗Противофазная подача сигналов
˗Подача сигналов в режиме моделирования статического риска сбоя 5.4.6.4. Выполнить моделирование устройства; 5.4.6.5. Проанализировать результаты моделирования.
5.4.7. Моделирование динамических рисков сбоя на примере комбинации элементов «И» и «ИЛИ»
Пример построения схемы приведен на рис. 5.7.
Рис. 5.7. – Структурная схема исследуемого устройства
Рис. 5.8. – Полученные временные диаграммы динамического
истатического сбоя
-45 -