ZESPÓŁ LABOLATORIÓW TELEMTYKI TRANSPORTU POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ TRANSPORTU Zakład Telekomunikacji w Transporcie

LABOLATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI II

Studia stacjonarne I stopnia

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 23

(Temat ćwiczenia)

Komputerowa symulacja przetworników cyfrowych

AUTOR SPRAWOZDANIA	GRUPA	SEMESTR
Marcin Rosa SKŁAD ZESPOŁU 1. Marcin Rosa 2. Adrian Reda	SRD	IV

Data wykonania ćwiczenia 19.03.2012

Data oddania sprawozdania 16.04.2012

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z symulacją podstawowych elementów cyfrowych w środowisku programu Active- CAD.

Na zajęciach przeprowadziłyśmy symulację czasową trzech różnych układów składających się z bramek. Naszym zadaniem była zmiana sygnałów na wejściu całego układu.

Układ A składał się z trzech bramek NOT oraz jednej AND.

Czas przejścia ze stanu niskiego w wysoki dla bramek negujących: pierwszej i trzeciej wynosi 12 [ns], zaś czas przejścia ze stanu wysokiego na niski dla tych bramek wynosi 8 [ns]. Czas potrzebny, aby druga negująca bramka przeszła ze stanu wysokiego w niski wynosi 8 [ns] zaś ze stanu niskiego na wysoki 12 [ns]. Czas propagacji bramki AND przy przejściu ze stanu niskiego w wysoki w naszym ćwiczeniu wyniósł 18 [ns], a ze stanu wysokiego na niski 12 [ns].

Układ B był bardzo podobny do układu pierwszego z tą różnicą, że zamiast bramki AND była bramka XOR.

Czas przejścia bramek ze stanu wysokiego w niski wynosi 8 [ns] dla pierwszej i trzeciej bramki NOT zaś dla tych samych bramek przejście ze stanu niskiego w wysoki wynosi 12[ns]. Czas potrzebny drugiej bramce NOT aby przejść ze stanu niskiego w wysoki wynosi 12 [ns] zaś przejście ze stanu wysokiego w niski zajmuje bramce 8[ns]. Bramka XOR potrzebuje 14 [ns] aby ze stanu wysokiego przejść w niski i 18 [ns] aby przeszła ona ze stanu niskiego w wysoki.

Układ C składa się z dwóch bramek NOT, dwóch bramek XOR oraz dwóch wejść X i Z, a także jednego wyjścia Y. Obserwowaliśmy pracę tego układu dla dwóch różnych stanów wejścia Z. Badaliśmy zmiany sygnałów wyjściowych zmieniając stan na wejściu X w zależności od stanu na wejściu Z.

Czasy propagacji bramki NOT gdy na wejściu X stan zmienia się z niskiego na wysoki przy przejściu z „1” na „0” wynosi 8 [ns] zaś przy przejściu z „0” na „1” wynosi 12[ns]. Następnie czas propagacji bramki NOT gdy na wejściu X stan zmienia się z wysokiego na niski przy przejściu z „0” na „1” wynosi 12 [ns] zaś z „1” na „0” wynosi 8 [ns]. Czas propagacji bramki XOR gdy na wejściu Z jest nadawany stan wysoki, a na wejściu X stan zmienia się z wysokiego na niski przy przejściu z „0” na „1” wynosi 16 [ns], a przy przejściu z „1” na „0” wynosi 12 [ns]. Zaś gdy na wejściu X stan zmieni się z niskiego na wysoki czas będzie wynosił odpowiednio dla przejścia z „1” na „0” będzie wynosił 8 [ns]. Następnie gdy na wejściu Z będzie nadawany stan niski, a na wejściu X stan zmienia się z niskiego na wysoki, przy przejściu z „0” na „1” czas propagacji bramki XOR będzie wynosił 10 [ns] a przy „1” na „0” 14 [ns].

Chwilowe zmiany na stan wysoki wynikają z czasów propagacji bramek

Wnioski:

Za pomocą Acitve-CADA można tworzyć i badać własności podstawowych elementów cyfrowych bez konieczności posiadania specjalistycznego sprzętu i konstruowania zadanych układów.

Symulacje czasowe, których dokonywaliśmy miały za zadanie uwidocznić nam opóźnienia występujące w rzeczywistych układach cyfrowych. Opóźnienia te nazywane są czasami propagacji.

Czasy te są zależne od zmiany sygnału w danym elemencie - zachodzi zmiana poziomu logicznego z 0 na 1, lub z 1 na 0.

Im więcej elementów, tym ostateczny czas propagacji jest dłuższy, ponieważ składają się na niego czasy propagacji poszczególnych elementów.

W pierwszym przypadku pomimo zamiany na wejściu sygnału z niskiego na wysoki, stan wyjściowy wraca do stanu niskiego, a więc jest on stanem stabilnym układu.

Stanem stabilnym drugiego układu jest stan wysoki, na co wskazuje wykres, w którym układ po zmianie sygnału na wejściu na stan wysoki a na wyjściu również wskazywany jest stan wysoki.

W trzecim przypadku mamy do czynienia ze stanem mieszanym, ponieważ w zależności od podanego sygnału na wejściu Z, otrzymujemy na wyjściu sygnał niski (jeżeli taki sam zostanie podany na wejściu Z) lub sygnał wysoki (gdy na wejściu zadany zostanie sygnał wysoki Z).

Każda bramka wytwarza pewne opóźnienie sygnału wejściowego.

---