- •Учебно-методическое пособие исследование цифровых схем в лабораторном комплексе на базе настольной рабочей станции ni elvis II
- •1. Введение 1
- •2. Особенности построения и функционирования лабораторного комплекса на базе настольной рабочей станции ni elvis II 14
- •3. Принципы работы и инструкции по взаимодействию с виртуальными и реальными приборами 32
- •4. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника» 61
- •5. Методические рекомендации по разработке курсового проекта с использованием среды ni Multisim и рабочей станции ni elvis II 136
- •1.Введение
- •1.1.Лабораторный комплекс для исследования цифровых схем как измерительная система и устройство сбора данных
- •1.3.О принципах функционирования осциллографов
- •1.2.Структура измерительной системы в методологии компании National Instruments (ni)
- •1.4.О частоте дискретизации
- •1.5.Типы источников сигналов и схемы измерений
- •1.4. Плавающий источник сигнала
- •2.Особенности построения и функционирования лабораторного комплекса на базе настольной рабочей станции ni elvis II
- •2.1.Общая характеристика и структура лабораторного комплекса
- •2.2.Аппаратная часть комплекса
- •2.3.Включение рабочей станции
- •3.Принципы работы и инструкции по взаимодействию с виртуальными и реальными приборами
- •3.1.Функциональный генератор (Functional Generator, fGen) – fgen.Exe
- •Порядок использования функционального генератора
- •3.2.Регулируемые источники питания (Variable Power Supplies, vps) – vps.Exe
- •Порядок использования регулируемых источников питания
- •3.3.Цифровой мультиметр (Digital MultiMeter, dmm) – dmm.Exe
- •Порядок использования цифрового мультиметра
- •3.4.Осциллографы, используемые в лаборатории «Схемотехника»
- •3.5.Встроенный цифровой осциллограф рабочей станции (ni scope) – scope.Exe
- •Порядок использования встроенного осциллографа ni scope
- •3.6.Модульный цифровой осциллограф ni pci-5114
- •Порядок использования
- •Курсорные вычисления
- •3.7.Аналоговый осциллограф с1-99
- •Порядок использования осциллографа с1-99
- •3.8.Краткие сведения о платах ni pci-6533 и cb-68lpr
- •3.9.Счетчики/таймеры (Counters/Timers)
- •3.10.Конфликты ресурсов
- •4.Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника»
- •4.1.Лабораторная работа 1. Изучение рабочей станции, работы функционального генератора и осциллографов
- •Порядок выполнения работы
- •Варианты заданий
- •4.2.Лабораторная работа 2. Исследование работы формирователя логического сигнала 1-го типа
- •Варианты заданий
- •Порядок выполнения работы
- •1. Получение передаточной характеристики (хвв) для ненагруженной схемы (Рис. 4 .29).
- •4. Измерение динамических параметров сигнала при отсутствии нагрузки на выходе схемы (Рис. 4 .32).
- •5. Получение зависимости динамических параметров сигнала на выходе схемы от величины емкостной нагрузки (Рис. 4 .33).
- •Содержание отчета
- •Задание по уирс
- •4.3.Лабораторная работа 3. Исследование работы формирователя логического сигнала 2-го типа
- •Варианты заданий
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Задание по уирс
- •4.4.Лабораторная работа 4. Исследование работы инвертора ттл
- •Порядок выполнения работы
- •1. Получение передаточной характеристики (хвв) для ненагруженной схемы.
- •Содержание отчета
- •Варианты заданий
- •Задание по уирс
- •4.5.Лабораторная работа 5. Исследование работы инвертора кмоп
- •Краткое описание принципов работы элементов кмоп
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Задание по уирс
- •4.6.Лабораторная работа 6. Изучение виртуального датчика временных последовательностей (виртуального двп)
- •Порядок работы с виртуальным двп
- •4.7.Лабораторная работа 7. Изучение работы синхронных rs- и d-триггеров
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •4.8.Лабораторная работа 8. Изучение работы мультиплексоров
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •4.9.Лабораторная работа 9. Изучение работы регистров (сдвигателей)
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •4.10.Лабораторная работа 10. Изучение работы счетчиков
- •Варианты заданий для к155ие6
- •Варианты заданий для к155ие7
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •5.Методические рекомендации по разработке курсового проекта с использованием среды ni Multisim и рабочей станции ni elvis II
- •Порядок моделирования схем
- •Пример разработки курсового проекта
- •Литература, ссылки на источники информации по рабочей станции, дополнительному оборудованию и программному обеспечению
Порядок использования функционального генератора
Запустить приложение Fgen.exe, расположенное в каталоге C:\Documents and Settings\student\Рабочий стол\приборы. Скриншот32 окна функционального генератора показан на Рис. 3 .12.
Рис. 3.12. Скриншот окна функционального генератора с настройками по умолчанию
В параметрах сигнала следует установить «прямоугольный сигнал» нажатием на соответствующую пиктограмму.
Установить требуемую частоту в диапазоне 5 кГц – 700 кГц. Для проведения экспериментов с фиксированием результатов с помощью встроенного осциллографа NI SCOPE рекомендуется выбрать частоту около 10 кГц, при использовании осциллографов NI PCI-5114 и С1-99 рекомендуемая частота равна 500 кГц.
Установить амплитуду сигнала. Диапазон амплитуды функционального генератора составляет 0…10 В. Амплитуда, установленная по умолчанию, равна 1 В.
Установить коэффициент заполнения (рабочий цикл). Обычно коэффициент заполнения равен 50% (установлено по умолчанию), что соответствует равным длительностям импульса и паузы.
При проведении экспериментов с использованием микросхем одновибраторов частоту следует выбрать так, чтобы период импульсов был больше заданной длительности генерируемого одновибратором импульса, а коэффициент заполнения необходимо существенно уменьшить, например, до 5%.
Установить смещение (компенсацию). При заданных уровнях U0 и U1 смещение необходимо устанавливать равным U0 + 0,5U1, например, при уровнях сигнала U0 = 0 В, U1 = 5 В смещение должно быть равно 2,5 В.
Установить маршрут сигнала функционального генератора. При направлении сигнала «макетная плата» выход функционального генератора связан с выводом FGEN на макетной плате. Иначе сигнал подается на BNC-разъем FGEN/TRIG рабочей станции.
Если частота или амплитуда изменяется в процессе эксперимента, удобно использовать режим ручного управления и ручки, расположенные на лицевой панели рабочей станции. Ручкой FREQUENCY регулируется частота генерируемого сигнала, а ручкой AMPLITUDE – его амплитуда. Для этого достаточно установить флаг ручного управления в приложении.
Нажать на пиктограмму «пуск».
Останавливайте работу прибора перед изменением режима работы или при простое.
3.2.Регулируемые источники питания (Variable Power Supplies, vps) – vps.Exe
В NI ELVIS II имеется один положительный и один отрицательный регулируемые источники питания (при русификации приложения переведены как «Регулируемый блок питания»). Положительный источник позволяет получать напряжения от 0 В до +12 В, отрицательный – от 0 В до -12 В. На Рис. 3 .13 представлена функциональная схема, на Рис. 3 .14 – скриншот окна приложения. Выводы регулируемых источников питания находятся на макетной плате и обозначены VPS SUPPLY+ и SUPPLY-. Оба напряжения на выводах берут отсчет от уровня GROUND.
Рис. 3.13. Функциональная схема регулируемых источников питания
Рис. 3.14. Скриншот окна регулируемых источников питания
Порядок использования регулируемых источников питания
Запустить приложение VPS.exe, расположенное в каталоге C:\Documents and Settings\student\Рабочий стол\приборы.
Установить требуемое напряжение положительного и/или отрицательного источников питания.
Нажать на пиктограмму «пуск».
