Proteus Øvinger by PED TEC AS

PROTEUS

DESIGN SUITE

ØVINGER SK JEMATE G NI NG – A N I M A SJ O N – S I M U L E RI N G

Likestrømkretser Likestrømkretser 10 s

Åpne prosjekt

Utført av

Du kan starte på to forskjellige måter:

Dato

2020-02-02

Ny interaktiv utgave

Godkjent av

1. Starte Proteus, klikk på Open Project og velge prosjekt 2. Dobbeltklikke på en prosjektfil

Vekselstrømkretser

□ Vi velger alternativ 1 nå, så start Proteus om programmet ikke kjører.

Vekselstrømkretser 8 s

Åpne prosjekt

Dato

merket med en firkant.

Godkjent av

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Logiske grunnkoplinger ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Klikk på Open Project.

Åpne prosjekt

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Klikk på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast F12 for å starte simulering.

SW1 B1

SW-SPDT GANG=1

12V

SW2

RV1 100

Logiske grunnkoplinger

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Finn fila veksel-1 og dobbeltklikk på den.

□ Start Proteus.

Justér potensiometeret for å forandre motorens hastighet: Klikk på pil venstre eller pil høyre på potmeteret.

Godkjent av

Tellere

i JK-vipper egner seg godt til bruk i binærtellere. De to tilstandene HØY ( 1) og LA V (0) kan brukesDutilkanå fylle represenut direkte i PDF-dokumentet der tere en bit i et binærtall. □ Finn fila Log-1 som du har lagret dobbeltklikkJK-vippe på den. der begge inngangene erdulagt ser gule felt.vil I enogflanketrigget høye, utgangen skifte tilstand for hver flanke på taktpulsen. OG krets (AND-gate)

File: veksel-1.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Skjermbildene dine kan være litt annerledes. www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

12V

Innledning Logiske grunnkoplinger File: Eltek-1.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

2020-02-02

Dato

□ Klikk på Open Project.

Klikk på en av bryterne for å skifte du rotasjonsretning. (Bryterne virker sammen fordi de er editert til GANG=1.)

SW-SPDT GANG=1

20 s

Utført av

Vekselspenning

Digitalteknikk-1

SW1

Start simulering

SW2

PLAY STEP PAUSE Åpne prosjekt

Åpne prosjekt

□ Legg merke til den røde prikken på generatoren ogA lysintensi0 teten på lampa. B 0

□ Klikk på Open Project.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

U1:A 1 2 13

Legg merke til pilene som viser strømretning. Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

12V

□ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet.

Godkjent av

Multiplekser/demultiplekser

STOP

12V

Multiplekser/demultiplekser

12 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Y 12

74LS11

Minnekretser

Asynkron oppoverteller Animasjon

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

SW3

□ Start Proteus.LAMPE

10 s

Utført av

File: Log-1.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

kommet. Multipleksere (datavelgere) RAM–Random Access Memory i

Skjermbildene dine kan være litt annerledes. □ Finn fila Dig_2-1 som du har□ lagret Finnog filadobbeltklikk mux-1 sompåduden. har lagret dobbeltklikk på den. □ og Åpne fila RAM-1. Skjermbildene dine kan være litt annerledes. Skjermbildene dine kan være litt annerledes. Digitalteknikk

? Datainnganger U1:B

1K R 74LS73

9 1

C1 13

3 8 2 74LS73

U1:A D0

1C1

7 12 5

D2 74LS73

RESET

File: Dig_2-1.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

2020-02-02

Dato Godkjent av

Operasjonsforsterkeren i

Multiplekser (Datavelger)

14 s

Utført av

Klokkesignaler (CLK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MANUELL. Den brukes i til å gi manuelle klokkepulser. En multiplekser er en elektronisk

? U2:A

www.labcenter.com

Minnekretser

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Beskrivelse av koplingen

Digitalteknikk-2

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

krets som vi kan bruke til å velge ett

flere inngangssignaler og sende Venderen CLK velger mellom manuelleavklokkepulser og klokketil én utgang. fra pulsgeneratoren AUTO. R2 ersignalet en PULLUP resistor som Her er multiplekseren rotasjonssørger for at? nivået fra impulsbryteren MANUELL ligger en HØY når UTGANG vender som velger én inngang av bryteren ikke er betjent. Uten R2 vil nivået være flytende (hverken gangen. SW-ROT-4 HØY eller LAV). SW1 pulser

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der Kort repetisjon av PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule operasjonsforsterkeren

Adresseteller (U2:A) U2:A er 4 bits binærteller. Den skal generere adresser til RAMet. Impulsbryteren RESET nullstiller telleren. Når RESET ikke er Operasjonsforsterkeren er en lineær forsterker med to innganger og aktiv ligger MR på telleren LAV via PULLDOWN resistoren R1. en utgang. Den har høy inngangsimpedans, høy spenningsforsterk-

Operasjonsforsterkeren

2020-03-20

Dato Godkjent av

Integrerte spenningsregulatorer

DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

SW-SPDT-MOM

PULLUP

MANUELL R2

DP2

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

RESET

Rinn

10k

CLK

AUTO

1 2

PULLDOWN

CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

8 7 6 5 4 3 2 1 23

OE WE

URinn

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

ser guleleveres felt. serdu gule felt. Dette er en serie trepins positive spenningsregulatorer som f b g i flere varianter. e

Dato

De finnes i flere spenningsutgaver (XX):I 5+V,I 6=V, 0 8 V, 8,5 V inn F V, 12 V, 15 Uut V, 18 V og 24 V.

URF

180

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

D018 D116 D214 D312

10 UU3:A 1 Y0 Y1

A0 A1

a b c

2 4 6

18 20

CE OE

74HCT244 TRISTATE BUFFER

D4 9 D5 7 D6 5

8 7 6

OFF

URinn = −URF

1 2 3

Y0 Y1 Y2

A0 A1 A2

11 13 15

U1gf

8 7 6

OFF

Uut = −

1 2 3

21 5 4 3 17 7812at WE WE Y3 Impedansen mellom de to inngangen erA3 meget høy, slik det ikke 1 3 6116 DIPSW_4 19 OE UINN DSW2 UUT STATIC RAM går nevneverdigCMOSstrøm mellom dem. 74HCT244

CINN GND nF 330spenningsfall. 2 ikke

TRISTATE BUFFER

LES/SKRIV

Når det ikke går strøm, blir det heller

Rinn

⋅ Uinn

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Godkjent av Effektforsterkere Uinn Uut

+12V

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

Uinn

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

SW1

SW-SPST 10uF

C2 tar vi bare noen enkle eksempler, men de som jobber med Her kommet. Uut reguleringsteknikk kan sikkert ha glede i av funksjonsblokkene som vises på slutten av denne øvingen. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i R3 330uF

R2 10

R4 100k

Dette er en serie trepins negative spenningsregulatorer som i likhet IF. Spenningsfallet URFoveri R Utgangsspenningen Uut vil være RF med F 78XX-serien leveres flere varianter. vil være rettet fra utgangen mot «virtual ground», motsatt rettet av URinn. Minustegnet på høyre side av likhetstegnet viser U2 dette. UUT

B C

BD139

Negative «faste» spenningsregulatorer – 79XX

i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

330

□ Åpne Laplace-1.

BD140

10V

CUT2 100 nF

Negativ spenningsregulator 7912

2021-02-02

Dato Godkjent av

OP : ADD

RV1 1k

CUT1 1 µF

OP : MULTIPLY

File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

A+B

+88.8 Volts

A*B

+88.8 Volts

Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz. Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).Juster på potmetrene RV1 og RV2

www.labcenter.com

Laplace Utført av

Laplace

GND 3

Laplace

Positiv spenningsregulator 7812

Hvis Uinn er positiv vil det gå en strøm mot den inverterende inngangen, Iinn.

7912 UINN

Dato

100 nF

Siden det ikke går nevneverdig strøm inn i den inverterende inngangen, vil Iinn være lik IF, men IF går ut fra Summing Point.

2021-02-02

Utført av

serfelt. gule felt. serdu gule

□ CUTÅpne fila effekt-1.

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

CINN 2 µF

Effektforsterkere 10 s

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i Utgangstrinn med enkel matespenning i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du

I inverterende kopling ligger derfor potensialet på den inverterende inngangen (Summing Point) på tilnærmet null volt (virtual ground) når den ikke-inverterende inngangen er jordet.

www.labcenter.com

2020-02-02

Effektforsterkere

U så sjekk I ⋅R R d 5 4 mange varianter og mange fabrikanter FU = ut = − F F =− F 1 Uinn kan levere Iinn ⋅ Rinn«bare» Rinn OE databoka nøye før du DIPSW_4 bestiller. Noen regulatorer DSW1 100 mA, andre opp til 1,5 A. RF

Y2 A2 OPAMP 8 Y3 Det A3 finnes

12 s

Godkjent av

FELLES ANODE

Iinn Ii ≅ 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

Integrerte spenningsregulatorer

180 PULLUP

22 A9 Operasjonsforsterkeren i INVERTERENDE U3:B kopling 19 A10

10k

PULLUP

Uinn

U2:A

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

15 b 14 c 13 d 12 e 11 f 10 g 9

Utført av

INNHOLD I RAM

RN1 Summing D0 1 Point 16 a D1 2 D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 D6 7 8

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Positive «faste» i ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i RP1 spenningsregulatorer – 78XXPDF-dokumentet i PDF-dokumentet der der du

Figuren viser «opampen» i inverterende kopling:

www.labcenter.com

24 s

Utført av

ning og lav utgangsimpedans. Minnekretser

File: mux-1.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

2 3 4 5 6 7 8 9

Skjermbildene dine kan være litt annerledes. Elektroteknikk

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

2020-02-02

Utført av

□ Finn fila Eltek-1.(pdsprj) som du har lagret og dobbelti klikk på den. □ Start Proteus om programmet ikke kjører. ❏ Ting du skal utføre vil være

TIL SEGMENTENE

□ Klikk på Open Project.

□ Klikk på PLAY-knappen eller trykk på I databladene for µA7812C og µA7912C finner vi: animasjon. • Utgangsstrøm opp til 1,5 A • Ingen eksterne komponenter • Intern termisk overlastbeskyttelse PLAY STEP PAUSE STOP • Tåler høy effekt • Internt kortslutningssikret

w for åRV2starte

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

OP : SUBTRACT

OP : DIVIDE

A-B

+88.8 Volts

A/B

+88.8 Volts

□ Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på på

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Les av på voltmetetrene A+B, A*B, A-B og A/B

10V

www.labcenter.com

(klikk på pil opp eller pil ned).

Måle DC- strømmer, spenninger og effekt

File: Laplace-1.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Her er vist noen enkle funksjoner: • Addisjon (S1) • Subtraksjon (S2) • Multiplikasjon (S3) • Divisjon (S4) Potmetrene RV1 og RV2 er de to inngangsvariable i form av likespenning på terminalene A og B. □ Start animasjon og prøv de fire variantene ved å justere potmeB C D E F trene.

+88.8

K OP : GAIN

1 +88.8

I Øvingen Vekselstrømkretser brukte vi en forsterkerblokk 3 WATTMETER 2 WATTMETER fra Laplace-biblioteket til å dempe signal inn på oscilloskopet.

www.labcenter.com

Forsterkningen ble satt til 0,1 – 10 ganger demping. +88.8

B C

OP : GAIN

AC Amps

2 kW

+88.8

K OP : GAIN

+88.8

K3 V1

AC Amps

+88.8

V3PHASE

www.labcenter.com

+88.8

AC Amps

5 L1

L1-Y

L2-Y

L3-Y

L1-D

L2-D

L3-D

SW4 SW5 SW6 +88.8

+88.8 AC Volts

L3-Y

LASTVELGER – Y/D L3

R5 44

L3-D

L1-Y

R4 44

SW3 GANG=1

SW2

L2-Y

AC Volts

SW1

L2-D

AC Volts

L1-D

+88.8

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

FASESPENNING/LINJESPENNING File: 3-fase-1.pdsprj Rev: @REV Date: 18.04.2017 By: @AUTHOR www.pedtec.no

www.labcenter.com

Øvinger

www.labcenter.com

© PED TEC AS 2021 ISBN 978-82-93002-05-5 Materialet i denne publikasjonen er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. PED TEC AS kan tillate kopiering eller digitalisering av innhold eller deler av innhold etter skriftlig henvendelse. PED TEC AS Tordenskjolds gate 6a 2821 Gjøvik https://proteus.no pedtec@pedtec.no

www.labcenter.com

Innledning PROTEUS er et resultat av nesten 30 års utvikling hos

Labcenter Electronics. Denne boka gir deg eksempler i bruk av følgende moduler i programmet:

PROSPICE er gratis og medfølger alle programvariantene. Alle instrumenter, oscilloskop, logikkanalysator mm. medfølger. Mot et tillegg i prisen kan modeller for de fleste kjente mikrokontrollere implementeres.

• Skjemategning • Animasjon • Simulering PROTEUS kan langt på vei ertstatte tradisjonell laboratorievirk-

Du kan fylle ut direkte i PDF-dokumentet der du ser gule felt.

Interaktiv utgave (PDF) Om du laster ned hele boka eller enkeltkapitler (PDF), kan du taste inn beregninger og målinger direkte i dokumentet, lagre det og eventuelt sende det ferdig utfylte PDF-dokumentet som vedlegg til E-post!

Tilbakemelding Når du arbeider deg gjennom denne boka vil du kanskje finne feil, noe du mener er dårlig forklart, eller noe som burde fått mere eller mindre plass. Vi setter pris på å få dine meninger, ros som ris. Bruk gjerne skjemaet på våre nettsider.

Framgangsmåte Gratis studentversjon

Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. Vi anbefaler at du utfører øvingene i den rekkefølgen de står i boka. Mange snarveier og tips om terminaler, repetisjonskommandoer og andre verktøy forklares underveis.

Skoler med flerbrukerlisens og gyldig USC kan nå få gratis PROTEUS Lite lisenser som kan distribueres til studenter og elever. Studentlisensen inkluderer alt som profflisensen har. Unntak er grafbaserte simuleringer, produksjonsdata til kortfabrikant og begrensning på 500 fysiske pinner.

Alle PROTEUS-bøkene kan fritt lastes ned fra våre nettsider! PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

ØVINGER

OPPLÆRING

MINIPROSJEKT

S K J E M AT E G N I N G – AN I M ASJ O N – S I M U L E R I NG

S K JEM ATEG NI NG – ANI M ASJO N – S I M U L ER I NG

SK J E M AT E GN IN G – SIM UL E R IN G – KO R T UT L E GG

Likestrømkretser Likestrømkretser 10 s

Åpne prosjekt

2020-02-02

Utført av

Ny interaktiv utgave

Dato

Du kan starte på to forskjellige måter:

Godkjent av

1. Starte Proteus, klikk på Open Project og velge prosjekt 2. Dobbeltklikke på en prosjektfil

Vekselstrømkretser

□ Vi velger alternativ 1 nå, så start Proteus om programmet ikke kjører.

Vekselstrømkretser 8 s

Åpne prosjekt

Godkjent av

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Logiske grunnkoplinger ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Åpne prosjekt

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

RV1 100

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Tellere

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Digitalteknikk-1

SW1

Start simulering

SW2

PLAY STEP PAUSE Åpne prosjekt

Åpne prosjekt

12V

□ Klikk på Open Project.

Legg merke til pilene som viser strømretning. Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

Godkjent av

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

U1:A 1 2 13

Multiplekser/demultiplekser

12 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Y 12

74LS11

Minnekretser

Asynkron oppoverteller Animasjon

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

Multiplekser/demultiplekser

STOP

SW3

□ Start Proteus.LAMPE

B1 12V

□ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Legg merke til den røde prikken på generatoren ogA lysintensi0 teten på lampa. B 0

10 s

Utført av

i JK-vipper egner seg godt til bruk i binærtellere. OG krets (AND-gate) De to tilstandene HØY ( 1) og LA V (0) kan brukesDutilkanå fylle represenut direkte i PDF-dokumentet der tere en bit i et binærtall. □ Finn fila Log-1 som du har lagret dobbeltklikkJK-vippe på den. der begge inngangene erdulagt ser gule felt.vil I enogflanketrigget høye, utgangen skifte tilstand for hver flanke på taktpulsen. File: veksel-1.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

2020-02-02

Godkjent av

Tellere

L1 12V

Innledning Logiske grunnkoplinger File: Eltek-1.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

20 s

Utført av Dato

Vekselspenning

Klikk på en av bryterne for å skifte du rotasjonsretning. (Bryterne virker sammen fordi de er editert til GANG=1.) Justér potensiometeret for å forandre motorens hastighet: Klikk på pil venstre eller pil høyre på potmeteret.

File: Log-1.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

kommet. Multipleksere (datavelgere) RAM–Random Access Memory i

? Datainnganger U1:A D0

U1:B 1J

74LS73

8 74LS73

12 5 10

74LS73

1C1

D2 D3

Multiplekser (Datavelger)

0 31 2

RESET

File: Dig_2-1.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

14 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Operasjonsforsterkeren i

Klokkesignaler (CLK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MANUELL. Den brukes i til å gi manuelle klokkepulser. En multiplekser er en elektronisk

? U2:A 12

Minnekretser

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Beskrivelse av koplingen

Digitalteknikk-2

www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

krets som vi kan bruke til å velge ett

SW1 pulser

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der Kort repetisjon av PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule operasjonsforsterkeren

SW-ROT-4

Operasjonsforsterkeren

2020-03-20

Godkjent av

PULLUP

SW-SPDT-MOM

CLK

1 2

PULLUP

CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

DP2

8 7 6 5 4 3 2 1 23

URinn

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

18 20

CE OE

Integrerte spenningsregulatorer

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

D018 D116 D214 D312

Y0 Y1

A0 A1

2 4 6

Y0 Y1 Y2

a b c

8 7 6

OFF

Godkjent av

URinn = −URF

1 2 3

A0 A1 A2

11 13 15

U1gf

CINN

8 7 6

TRISTATE BUFFER

OFF

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Effektforsterkere

74HCT244 TRISTATE BUFFER

330spenningsfall. nF Når det ikke går strøm, blir det heller ikke

Uut = −

1 2 3

GND 2

Rinn

⋅ Uinn

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. 2021-02-02

Dato Godkjent av

Effektforsterkere Uinn Uut

+12V

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

SW1

SW-SPST 10uF

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

R2 10

R4 100k

UUT

Uinn

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

330

□ Åpne Laplace-1.

BD140

10V

CUT2 100 nF

Negativ spenningsregulator 7912

Laplace

2021-02-02

Utført av

Godkjent av

OP : ADD

RV1 1k

CUT1 1 µF

OP : MULTIPLY

File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

A+B

+88.8 Volts

A*B

+88.8 Volts

A/B

+88.8 Volts

Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz. Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).Juster på potmetrene RV1 og RV2

www.labcenter.com

Dato

Laplace

GND 3

Laplace

Q1 BD139

Negative «faste» spenningsregulatorer – 79XX

CINN 2 µF

Utført av

serfelt. gule felt. serdu gule

100 nF

Positiv spenningsregulator 7812

Hvis Uinn er positiv vil det gå en strøm mot den inverterende inngangen, Iinn.

Siden det ikke går nevneverdig strøm inn i den inverterende inngangen, vil Iinn være lik IF, men IF går ut fra Summing Point.

Effektforsterkere 10 s

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i Utgangstrinn med enkel matespenning i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du

□ CUTÅpne fila effekt-1.

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

I inverterende kopling ligger derfor potensialet på den inverterende inngangen (Summing Point) på tilnærmet null volt (virtual ground) når den ikke-inverterende inngangen er jordet.

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

10 UU3:A 1

Y2 A2 OPAMP 8 Y3 Det A3 finnes

D4 9 D5 7 D6 5

3 17 21 5 4 7812at WE WE Y3 Impedansen mellom de to inngangen erA3 meget høy, slik det ikke 1 3 6116 DIPSW_4 19 OE UINN DSW2 UUT STATIC RAM går nevneverdigCMOSstrøm mellom dem. 74HCT244

LES/SKRIV

12 s

Utført av

180 PULLUP

De finnes i flere spenningsutgaver (XX): Iinn5+VI,F 6=V 0, 8 V, 8,5 V V, 12 V, 15 Uut V, 18 V og 24 V.

FELLES ANODE

Iinn Ii ≅ 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

ser guleleveres felt. serdu gule felt. Dette er en serie trepins positive spenningsregulatorer som f b g i flere varianter. e

URF

180

22 A9 Operasjonsforsterkeren i INVERTERENDE U3:B kopling 19 A10

10k

OE WE

15 b 14 c 13 d 12 e 11 f 10 g 9

D1 2 D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 D6 7 8

Rinn Uinn

U2:A

74LS393 BINÆRTELLER PULLDOWN

INNHOLD I RAM

RN1 Summing D0 1 Point 16 a

RESET 10k

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Positive «faste» i ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i RP1 spenningsregulatorer – 78XXPDF-dokumentet i PDF-dokumentet der der du

Figuren viser «opampen» i inverterende kopling: DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

MANUELL

AUTO

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

www.labcenter.com

24 s

Utført av Dato

Integrerte spenningsregulatorer

ning og lav utgangsimpedans. Minnekretser

File: mux-1.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

Klikk på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast F12 for å starte simulering.

SW2

Logiske grunnkoplinger

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Finn fila veksel-1 og dobbeltklikk på den.

SW-SPDT GANG=1

2 3 4 5 6 7 8 9

□ Klikk på Open Project.

Elektroteknikk

SW1 B1 12V

2020-02-02

Utført av Dato

merket med en firkant.

i Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

TIL SEGMENTENE

□ Klikk på Open Project.

□ Finn fila Eltek-1.(pdsprj) som du har lagret og dobbelti klikk på den. □ Start Proteus om programmet ikke kjører. ❏ Ting du skal utføre vil være

PULLUP

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

OP : SUBTRACT

OP : DIVIDE

A-B

+88.8 Volts

□ Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på på

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Les av på voltmetetrene A+B, A*B, A-B og A/B

w for åRV2starte

10V

www.labcenter.com

(klikk på pil opp eller pil ned).

Måle DC- strømmer, spenninger og effekt

File: Laplace-1.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

+88.8

K OP : GAIN

1 +88.8

I Øvingen Vekselstrømkretser brukte vi en forsterkerblokk 3 WATTMETER 2 WATTMETER fra Laplace-biblioteket til å dempe signal inn på oscilloskopet.

www.labcenter.com

Forsterkningen ble satt til 0,1 – 10 ganger demping. +88.8

B C

OP : GAIN

AC Amps

2 kW

+88.8

K OP : GAIN

+88.8

AC Amps

+88.8

V3PHASE

www.labcenter.com

+88.8

AC Amps

5 L1

L1-Y

L2-Y

L3-Y

L1-D

L2-D

L3-D

SW4 SW5 SW6 +88.8

+88.8 AC Volts

R5 44

R6 44

L3-Y

L1-Y

LASTVELGER – Y/D L2

SW3 L2-Y

SW2

L3-D

AC Volts

SW1

L2-D

AC Volts

L1-D

+88.8

GANG=1

somhet, da programmet inneholder DC- og AC-voltmetre og ampere-metre, oscilloskop, logikkanalysator, signalgenerator, numeriske tastatur, potmetre, brytere og vendere mm.

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

FASESPENNING/LINJESPENNING File: 3-fase-1.pdsprj Rev: @REV Date: 18.04.2017 By: @AUTHOR www.pedtec.no

www.labcenter.com

www.labcenter.com www.labcenter.com

Revision 1.3

www.labcenter.com

Innhold Likestrømkretser 4 Vekselstrømkretser 15 Logiske grunnkoplinger

Tellere 43 Mux-demux 53 Minnekretser 65 Opamp 79 Spenningsregulatorer 103 Dioder 115 Transistorforsterker 121 Effektforsterker 123 Laplace 133

Likestrømkretser Likestrømkretser 10 s

Åpne prosjekt

Utført av

Du kan starte på to forskjellige måter:

Dato

1. Starte Proteus, klikk på Open Project og velge prosjekt

Mars 2021

Godkjent av

2. Dobbeltklikke på en prosjektfil □ Vi velger alternativ 1 nå, så start Proteus om programmet ikke kjører. □ Klikk på Open Project. □ Finn fila Eltek-1.(pdsprj) som du har lagret og dobbeltklikk på den.

Elektroteknikk

Klikk på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast F12 for å starte simulering.

SW-SPDT GANG=1

12V

SW2

RV1 100

SW-SPDT GANG=1

File: Eltek-1.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

SW1

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Start simulering □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet.

PLAY

STEP PAUSE

STOP

□ Klikk på en av bryterne for å endre dreieretning.

□ Klikk på pilene på potmeteret for å endre hastigheten. Legg merke til pilene som viser strømretning. Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

Betjening av brytere Bryterne på figuren er editert til sammenkopling og virker som én topolet vender. Du kan åpne og lukke brytere ved å klikke på selve bryteren eller ...

... du kan klikke på pil opp eller pil ned.

SW2 Betjening av potmeter Du kan justere potensiometeret ved å SW2 klikke på pil til venstre eller pil til høyre.

□ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

□ Åpne Eltek-2. Elektroteknikk

I SW1 SW-SPST

B1 12V

0.00 +88.8 mA

R1 100

0.00 +88.8 Volts

UR1

File: Eltek-2.pdsprj 02.04.2018 Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

På figuren ser du en krets med et batteri B1, en bryter SW1 og en resistor R1. Batterispenningen er 12 V og resistoren R1 har verdien 100 Ω.

U = spenning I = strøm R = resistans (motstand)

www.labcenter.com

LIKESTRØMKRETSER Et amperemeter (I) og et voltmeter (UR1) er koplet inn for å måle strøm og spenning □ Beregn strømmen i kretsen. I = □ Beregn spenningen over resistoren. UR1 =

U = spenning I = strøm

R = resistans P = effekt (motstand) (power)

□ Start simulering ved å klikke på Play eller trykk på funksjons-Elektroteknikk tasten på w på tastaturet. □ Lukk bryteren SW1. □ Les av strømmen i amperemeteret. I =

I SW1

□ Les av spenningen i voltmeteret UR1 =

SW-SPST

0.00 mA

12V

100

0.00 Volts

UR1

□ Har du regnet riktig? □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

Editere en komponent □ Høyreklikk på R1. File: Eltek-2.pdsprj Date: 02.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Endre Part Value til 200 (200 W) og klikk på OK.

i □ Hva vil strømmen bli nå? I =

PROTEUS SKOLESIDER

Editere komponent 1 Høyreklikk (klikk med høyre museknapp) på komponenten og velg Edit Properties i menyen som spretter opp.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Start simulering og lukk bryteren hvis den ikke er lukket. □ Ble strømmen halvert? □ Stopp simulering.

Seriekopling

Elektroteknikk

□ Åpne Eltek-3. I SW1 SW-SPST

+88.8 mA

UR1 R1

+88.8 Volts

UR1 + UR2

12V +88.8 Volts

UR2

R2 +88.8 Volts

□ Beregn strømmen I og spenningsfallene over resistorene UR1 og UR2 og før inn i raden «Beregnet» i Tabell Eltek-3 til høyre. □ Start simulering, les av instrumentene og før inn i raden «Målt» i den samme tabellen. File: Eltek-3.pdsprj Date: 02.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Tabell Eltek-3

UR1

UR2

UR1 + R2

Beregnet Målt

□ Sammenlikne målte og beregnede verdier og kommentér eventuelle avvik.

Parallellkopling

Elektroteknikk-4

□ Åpne Eltek-4. I SW1 +88.8 mA

SW-SPST

UR1

+88.8 Volts

IR1

+88.8 mA

B1 12V

IR2

120

+88.8 Volts

UR2

File: Eltek-4.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

LIKESTRØMKRETSER □ Beregn strømmer og spenninger og før inn i raden «Beregnet» i Tabell Eltek-4a til høyre. □ Start simulering, les av instrumentene og før inn i raden «Målt» i den samme tabellen.

Tabell Eltek-4a

UR1

UR2

IR1

IR2

Beregnet Målt

□ Sammenlikne målte og beregnede verdier og kommentér eventuelle avvik.

□ Stopp simulering. □ Dobbeltklikk på R1 med venstre museknapp. □ Endre Part Value til 60 (60 W) og klikk på OK. □ Beregn strømmer og spenninger og før inn i raden «Beregnet» i Tabell Eltek-4b under. Tabell Eltek-4b

UR1

UR2

IR1

IR2

Beregnet Målt

□ Start simulering, les av instrumentene og før inn i raden «Målt» i den samme tabellen. □ Sammenlikne målte og beregnede verdier og kommentér eventuelle avvik.

PROTEUS SKOLESIDER

Editere komponent 2 Dobbeltklikk på komponenten med venstre museknapp og velg Edit Properties i menyen som spretter opp.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Serie- og parallellkopling Elektroteknikk □ Åpne Eltek-5. I SW1 +88.8 mA

SW-SPST

100

200

UR1 = UR2 +88.8 Volts

U 12V

300

400

UR3 = UR4 +88.8 Volts

□ Beregn strømmer og spenninger og før inn i raden «Beregnet» i Tabell Eltek-5.

File: Eltek-5.pdsprj Date: 02.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Tabell Eltek-5

UR1

UR2

IR1

IR2

UR3

UR4

Beregnet

IR4

U Rtotal

Rtotal = (R1 / /R2 ) + (R3 / /R4 )

Målt

□ Start simulering, les av instrumentene og før inn i raden «Målt» i den samme tabellen.

R1 / /R2 =

R1 ⋅ R2 R1 + R2

R3 / /R4 =

R3 ⋅ R4 R3 + R4

UR1 = UR2 = I ⋅ (R1 / /R2 )

□ Alternativ til instrumentmåling.

UR3 = UR4 = I ⋅ (R3 / /R4 )

□ Pass på at simulering «går». □ Klikk på Pause-knappen eller trykk på

IR3

Formler

IR1 =

UR1 R1

IR2 =

UR2 R2

IR3 =

UR3 R3

IR4 =

UR4 R4

□ Klikk på Instrument ikonet. □ Klikk på R1.

www.labcenter.com

LIKESTRØMKRETSER □ Som du ser får du info om strøm, spenning og effekt. □ Noter strøm og spenning i Tabell Eltek-5. □ Gjenta for de andre resistorene. □ Sammenlikne målte og beregnede verdier og kommentér eventuelle avvik.

Potensiometer □ Åpne Eltek-6. Elektroteknikk

I1 R1

+88.8 Amps

10R +88.8 Amps

+88.8 Amps

15V

+88.8 Volts

U1 RV1

25%

10R

File: Eltek-6.pdsprj Date: 21.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Beregn motstandsverdien på RV1 for at spenningen U1 skal bli 0,0 V. RV1 = □ Start animasjon, variér verdien på RV1 ved å klikke på pilene. □ Hvor mange % av RV1 gir U1 = 0,0 V? RV1 = 10 %, RV1 =

PROTEUS SKOLESIDER

Slik måling er bare gyldig om det ikke skjer endringer, dvs. bare ved likestrøm.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Er det samsvar mellom målte og beregnede verdier?

Terminals Vi anbefaler sterkt å benytte terminaler. Det gir oversiktlige skjemaer som blir enkle å redigere.

Terminaler plasseres og editeres som andre komponenter. Alle terminaler, med unntak av POWER og GND, må gis et navn. Terminaler med samme navn er, elektrisk sett, sammenkoplet.

DEFAULT

INPUT/OUTPUT POWER

Brukes til å angi elektriske ekvivalentpunkt i koplingen. Disse brukes til å angi tilkoplinger (innganger, utganger etc. Dersom power ikke editeres, regner systemet med at dette er VCC, +5 V, som for TTL-kretser.

Denne terminalen må editeres og gis et navn.

Digitale signaler i gruppe, feks. adressesignaler eller datasignaler. Jord, 0 V.

Denne terminalen må editeres og gis et navn.

Brukes til å kople til bus.

Dette valget finnes ikke i listen og må derfor hentes fra biblioteket.

Disse terminalen må editeres og gis et navn. Angi spenning med (+) eller (–) foran.

BUS

GROUND ENTRY

Åpne Eltek-7.

Du kan gjerne sette V (volt) etter verdien, men det er ikke nødvendig.

Elektroteknikk

+10 A

I1 +88.8 Amps

SW1

I3 +88.8 Amps

+88.8 Amps

A B C

SW-ROT-4 GANG=1

SW2

+88.8 Volts

RV1 3R

GND GND

100%

10R

U = spenning I = strøm R = resistans (motstand)

SW-ROT-4 GANG=1

P = effekt (power) File: Eltek-7.pdsprj Date: 19.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

LIKESTRØMKRETSER Vi skal bruke ett voltmeter til å måle spenningene over hver av resistorene R2, R3, R4 og RV1. Tabellen under viser målepunktene vi da må bruke: Spenning over komponent

Målepunkt

GND

RV1

GND

GANG = 1 gjør at SW1 og SW2 er sammenkoplet (fungerer synkront).

□ De to venderne SW1–SW2 virker synkront. □ Høyreklikk på SW1. Elektroteknikk

□ Observér at det står GANG=1 i feltet Other Properties. +10

□ Lukk boksen.

I1 +88.8

Amps □ Justér skyveren til toppen (RV1 = 0 W, kortsluttet).

SW-ROT-4 GANG=1

□ Start animasjonen, les av voltmeteret for hver stilling på venA derne og før inn i tabellen under. B RV1 = 0 Spenning over komponent

Målepunkt B

SW2

+88.8 Volts

I3 +88.8 Amps

SW1

+88.8 Amps

RV1 10R

4,0

A GND

10,0

GND

RV1

0,0

GND

□ Kontrollér med beregning.

SW-ROT-4 GANG=1

Elektroteknikk File: Eltek-7.pdsprj Date: 19.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

+10 A

□ Justér skyveren til 50 % (RV1 = 5 W).

+88.8 Amps

B C

Målepunkt B

SW-ROT-4 GANG=1

SW2

4,0

5,0

GND

6,0

GND

RV1

5,0

GND

□ Kontrollér med beregning.

PROTEUS SKOLESIDER

+88.8 Volts

RV1 10R

R4 3R

SW-ROT-4 GANG=1

50%

RV1 = 50 %

+88.8 Amps

SW1 □ Les av voltmeteret for hver stilling på venderne og før inn i A tabellen under.

Spenning over komponent

100%

Eltek-8 File: Eltek-8.pdsprj Date: 19.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Stopp simulering. □ Dobbeltklikk på Powerterminalen. □ Editér POWER terminalen som vist (+25) og lukk boksen. □ Justér skyveren til toppen (RV1 = 0 W, kortsluttet). Elektroteknikk □ Start animasjonen, les av voltmeteret for hver stilling på venderne og før inn i tabellen under. +25

Eltek-9

I1 +88.8 Amps

SW1

+88.8 Amps

A B C

SW-ROT-4 GANG=1

SW2

+88.8 Volts

RV1 10R 3R

GND GND

100%

SW-ROT-4 GANG=1

RV1 = 0 Spenning over komponent

Målepunkt

10,0

25,0

15,0

GND

RV1

0,0

GND

File: Eltek-9.pdsprj Date: 19.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Kontrollér med beregning. Eltek-10

□ Justér skyveren til 50 % (RV1 = 5 W). □ Les av voltmeteret for hver stilling på venderne og før inn i tabellen under.

Elektroteknikk

+25 A

I1 +88.8 Amps

R2 R3

10,0 12,5

Målepunkt A A

15,0

GND

RV1

12,5,0

GND

B C

SW-ROT-4 GANG=1

SW2

+88.8 Volts

RV1 10R

GND GND

□ Kontrollér med beregning.

50%

Spenning over komponent

SW1

+88.8 Amps

RV1 = 50 %

SW-ROT-4 GANG=1

File: Eltek-10.pdsprj Date: 19.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

Vekselstrømkretser Vekselstrømkretser 8 s

Åpne prosjekt

Mars 2021

Utført av Dato

□ Start Proteus om programmet ikke kjører.

Godkjent av

□ Klikk på Open Project.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Finn fila veksel-1 og dobbeltklikk på den. Vekselspenning

L1 12V

File: veksel-1.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Start simulering □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Legg merke til den røde prikken på generatoren og lysintensiteten på lampa. Legg merke til pilene som viser strømretning. Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

www.labcenter.com

PLAY

STEP PAUSE

STOP

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

Definisjoner

STEP PAUSE

STOP

u (V) Um

i Ueff = Ut-b

Um 2

1 1 eller f = f T

To perioder av nettspenningen

t = tid f = frekvens T = periodetid u = øyeblikksverdi Um = positiv maksimalverdi amplitudeverdi refert til 0 V –Um = negativ maksimalverdi amplitudeverdi refert til 0 V Ueff = effektivverdi

I figuren over er periodetiden 20 ms (30 – 10 ms).

–Um

Frekvensen er (se infoboks over til høyre):

40 t (ms)

Ueff = =

Um 2

Ut–b = 2 · Um

1 1 = = 50 Hz T 20 ⋅10−3

Som er nettfrekvensen i Norge. Nettspenningens effektivverdi er nominelt 230 V. Amplitudeverdien Um eller –Um blir da:

Um = Ueff ⋅ 2 = 230 ⋅ 2 ≈ 325 V

Topp til bunn spenningen (engelsk peak to peak) er:

Ut-b = 2 ⋅ Um = 2 ⋅ 325 = 650 V

www.labcenter.com

VEKSELSTRØMKRETSER

□ Åpne veksel-2. Vekselspenning A B C D

+88.8 AC Volts

L1 12V

File: veksel-2.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Både Signalgenerator og AC voltmeter finner du i INSTRUMENTS feltet

På figuren ser du en krets med en signalgenerator, et AC voltmeter og et oscilloskop i tillegg til lampa. □ Start simulering. □ Flytt generator og skop til hensiktsmessig plassering – klikk øverst på instrumentet, hold VM nede og flytt.

i Generatoren står innstilt på 1.0 Vt–b og frekvens 1,0 kHz.

PROTEUS SKOLESIDER

Merk at Amplitude på Signal Generator i ProSPICE er topp til bunn

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Hva blir effektivverdien?

Ut b 1 0,5 Ueff = = 2 = 2 = = 0, 35 V 2 2 2 2 Um

Ueff =

Ut b 1 0,5 Ueff = = 2 = 2 = = 0, 35 V 2 2 2 2 Um

Cursors Med cursorene kan du måle både spenning og tid. □ Slå på Cursors. Tidssmåling □ Klikk med VM i den første null-gjennomgangen og hold museknappen inne.

Debug

Om du er uheldig og «slår av» Oscilloskop, Signal Generator etc., kan du «trylle» de fram igjen i Debug menyen.

□ Dra mot høyre og litt ned til kursoren treffer den andre nullgjennomgangen. Se over. □ Les av periodetiden. T =

□ Regn om til frekvens. f =

1 1 eller f = f T

□ Kontrollér periodetiden ved beregning (f = 1kHz). T =

www.labcenter.com

VEKSELSTRØMKRETSER

Trefasekopling A

□ Åpne veksel-3.

Vekselspenning

3 WATTMETER

OP:GAIN blokkene demper signalet H J til oscilloskopet 10 ganger når forsterkningsfaktoren K = 0.1

Dette tilsvarer å bruke prober med demping 10 ggr. tilkoplet oscilloskopets innganger.

2 WATTMETER

1 kW

+88.8

P1 K1

+88.8

AC Amps

+88.8

OP : GAIN K=0.1

AC Amps

V3PHASE

+88.8

P3 I3

OP : GAIN K=0.1

+88.8

AC Amps

OP : GAIN K=0.1

5 L3

+88.8

AC Volts

L1Y

L1Y L3

L1D

L2D

L3D

SW3

LASTVELGER – Y/D L2

L3Y

SW4 SW5 SW6

L2Y

L3D

SW2

L3Y

SW1

L2Y

U1 6

L2D

L1D

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

FASESPENNING/LINJESPENNING

Figuren viser en trefasekopling med ohmsk last. Her ser du utstrakt bruk av terminaler.

File: veksel-3.pdsprj Date: 20.07.2018 By: @AUTHOR www.pedtec.no

Terminals DEFAULT

Brukes til å angi elektriske ekvivalentpunkt i koplingen.

Denne terminalen må editeres og gis et navn.

INPUT/OUTPUT

Disse brukes til å angi tilkoplinger (innganger, utganger etc.

Disse terminalen må editeres og gis et navn.

POWER

Dersom power ikke editeres, regner systemet med at dette er VCC, +5 volt, som for TTL-kretser.

BUS

Digitale signaler i grupDenne terminalen må editeres og pe, feks. adressesignaler gis et navn. eller datasignaler.

Vi anbefaler å bruke INPUT og OUTPUT på inn– og utganger for å synliggjøre at de representerer inn– og utgangssignaler.

GROUND

Jord, 0 V.

ENTRY

Brukes til å kople til bus. Dette valget finnes ikke i listen og må derfor hentes fra biblioteket.

Bruk DEFAULT til å kople sammen punkter med samme potensial eller samme signal.

PROTEUS SKOLESIDER

Angi spenning med (+) eller (–) foran. Du kan gjerne sette V (volt) etter verdien.

DEFAULT, INPUT og OUTPUT er, elektrisk sett, like. Det vil si at om du kopler inn disse tre i et skjema og gir de samme navn, er de elektrisk forbundet.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Vi anbefaler sterkt å benytte terminaler. Det gir oversiktlige skjemaer som blir enkle å redigere.

Beskrivelse av koplingen Måling av strøm og effekt

Vekselspenning 0

3 WATTMETER

2 WATTMETER

1 kW

+88.8

P1 K1

+88.8

AC Amps

+88.8

P2 V1

0 L2

+88.8

OP : GAIN K=0.1 C

Vekselsp 3

AC Amps

1 +88.8

2 L2Y

Lastvelger

TERKANTKOPLET 8 3 L1

OP : GAIN K=0.1

+88.8

BP5

AC Amps

File: veksel-3.pdsprj Date: 20.07.2018 +88.8 By: @AUTHOR AC Volts www.pedtec.no

U2 +88.8

4 AC Volts

AC Volts

SW1

SW2

SW3

L1Y

L2Y

L3Y

L1D

L2D

SW4 SW5 SW6 9

+88.8

5 L2

OP : GAIN K=0.1

C Amps

+88.8 +88.8 2

Spenningsmåling K3 6 Voltmetrene U1–U3 måler linjespenning eller fasespenning. K kW

+88.8

L3D

L3Y

L2Y

L2D

L1Y

L1D

+88.8

P3 I3

OP : GAIN Deretter 2 wattmetre P4–P5. P2 K=0.1 LASTVELGER – Y/D STJERNEKOPLET . Disse måler også den totale effekten S K2 L1 A L2 L3 L1 P4+P5 5 Denne måten å måle totaleffekten på kalles towattmetermetoden. L2 L2 B K FASESPENNING/LINJESPENNING

R3 44

L1Y

R1 +88.8R2 1 Amps 44 AC 44

R6 44 V3PHASE

+88.8

C Amps

R5 44

+88.8

C Amps

+88.8

R4 44

L3D

+88.8 AC Volts

L3D

L3Y

+88.8 AC Volts

L2D

L2Y

+88.8 AC Volts

L1D

P1 Deretter 3 wattmetre P1–P3. SW1 SW2på disse SW3 er den totale effekten Summen av avlesningene SP1+P2+P3. K1 kW

+88.8

Til høyre for trefase generatoren V1 er 3 amperemetre I1–I3. U1 fase-strømmer. U2 U3 De måler 2linjeeller 3 WATTMETER WATTMETER SW4 SW5 SW6

L3Y

L1Y

+88.8

L2D

L1D

AC Amps

+88.8

OP : GAIN K=0.1

K +88.8

Vekselspenning

+88.8

2 WATTMETER 4

K L3

AC Amps

D 3 WATTMETER

+88.8

P3 I3

V3PHASE

OP : GAIN K=0.1

+88.8

L3D

LASTVELGER – Y/D U2

+88.8

U3 +88.8 AC Volts

SW3

FASESPENNING/LINJESPENNING

L3D

L3Y

L2Y

L2D

7 A

LASTVELGER – Y/D L3

9 L1Y

SW2

L1D

C Volts

SW4 SW5 SW6

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

G/LINJESPENNING

Lastvelgeren velger mellom stjernekoplet- og trekant-koplet belastning. File: veksel-3.pdsprj Date: 20.07.2018 By: @AUTHOR www.pedtec.no

www.labcenter.com

VEKSELSTRØMKRETSER

Beregninger og målinger Generatorspenningen er satt til 230 V. Stjernekopling □ Beregn alle størrelser og før inn i tabellen i raden Y Beregnet. □ Start simulering, lukk oscilloskopet, les av alle instrumenter og fyll ut tabellen i raden Y Målt. □ Stopp simulering. Kopling Y D

Verdier Målt Beregnet Målt Beregnet

ULinje 230

UFase

133

3,00

3,04

3,03

0,40

133

8,96

9,07

9,02

1,20

0,60

1,20

3,60

1,79

1,80

3,59

SP1+2+3

SP4+5

230 230 230

Trekantkopling □ Beregn alle størrelser og før inn i tabellen i raden D Beregnet. □ Start simulering, les av alle instrumenter og fyll ut tabellen i raden D Målt. □ Kommentér overensstemmelse mellom målte og beregnede verdier.

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Beregn topp-til-bunn spenningen på nettspenningen. Ut–b (beregnet) = □ Slå på oscilloskopet.

Debug

Om du er uheldig og fjerner Oscilloskop, Signal Generator etc., kan du «trylle» de fram igjen i Debug menyen.

□ Slå på Cursor og mål topp-til-bunn spenningen. Ut–b (målt) = □ Er det samsvar mellom målt og beregnet Ut–b?

www.labcenter.com

Logiske grunnkoplinger Logiske grunnkoplinger

Åpne prosjekt

20 s

Mars 2021

Utført av

□ Start Proteus.

Dato

□ Klikk på Open Project.

Godkjent av

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Logiske grunnkoplinger i

OG krets (AND-gate) □ Finn fila Log-1 som du har lagret og dobbeltklikk på den. Digitalteknikk-1

SW1

SW2

SW3

LAMPE

12V

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

U1:A 1 2 13

Y 12

74LS11

File: Log-1.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

www.labcenter.com

Du kan fylle ut direkte i PDF-dokumentet der du ser gule felt.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Start simulering □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Lukk bryterne SW1-SW3 etter tur og legg merke til når lampa lyser.

PLAY

STEP PAUSE

STOP

Betjening av brytere Du kan åpne og lukke brytere ved å klikke på selve bryteren eller ...

□ Hva er betingelsene for at lampa skal lyse?

... du kan klikke på pil opp eller pil ned.

□ Still inngangssignalene A, B og C som tabell Digital-1 viser og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y. Tabell Digital-1 C

□ Du har nå en sannhetstabell for en 3-inngangers OG-port.

Betjening av Logic State Du skifter mellom 0 og 1 på inngangssignalene ved å klikke i symbolet eller ...

A 0 ... du kan klikke på pil opp eller pil ned.

A 0

□ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 1? □ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen Y =

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER

ELLER-krets (OR-gate) Når flere betingelser hver for seg skal utløse en funksjon, bruker vi en ELLER funksjon. □ Åpne fila Log-2. Digitalteknikk-1

SW1

SW2

12V

SW3

LAMPE 12V

A 0

B 0 C 0

? OR_3

File: Log-2.pdsprj Date: 23.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Lukk og åpne bryterne SW1-SW3 etter tur og legg merke til når lampa lyser. □ Hva er betingelsene for at lampa skal lyse? □ Still inngangssignalene A, B og C som tabell Digital-2 viser og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y. □ Du har nå en sannhetstabell for en 3-inngangers ELLER-port. □ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 1? □ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen Y = □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

PROTEUS SKOLESIDER

Tabell Digital-2 C

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

IKKE-krets (NOT-gate, INVERTER) Når vi trenger en betingelse som er den motsatte av den vi har til rådighet, bruker vi en IKKE krets. □ Åpne fila Log-3. Digitalteknikk-1

SW1 RL1

12V

U1:A

7404

File: Log-3.pdsprj Date: 23.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Start simulering. □ Slå på og av bryteren SW1. □ Hva er betingelsen for at lampa skal lyse? □ I denne kretsen har vi brukt et relé. Forklar hvilken funksjon reléet har i koplingen?

□ Hvilke forandringer vil du gjøre i koplingen dersom lampa skal lyse når bryteren er lukket?

□ Prøv det!

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER Symbolet for en IKKE-krets ser du på figuren nederst i skjermbildet. Inngangen kan bare ha to logiske tilstander som vist i tabell Digital-3. □ Still inngangssignalet A som tabell Digital-3 viser og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y.

□ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 1? □ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen Y = □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

Sammensatte funksjoner Ved å kombinere grunnfunksjoner (kople sammen grunnkretser) kan vi få nye funksjoner (kretser).

IKKE-OG-krets (NAND-gate) En OG-krets etterfulgt av en IKKE-krets kaller vi en IKKE-OGkrets. Dette kan vi sette sammen til uttrykket NOG-krets. □ Åpne fila Log-4. Digitalteknikk-1 LAMPE

SW2

SW3

12V

RL1

12V

A 0 B 0

U1:A 1 2 13

C 0

Y 12

7410

File: Log-4.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

A 0

□ Du har nå en sannhetstabell for en IKKE-port.

SW1

Tabell Digital-3 Y

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Digitalteknikk-1 LAMPE

Digitalteknikk-1

□ Start simulering. □ Lukk bryterne SW1-SW3 etter tur og legg merke til når lampa lyser.

SW1

SW2

SW1

12V

SW3

SW2

LAMPE

12V

RL1

SW3

12V

□ Hva er betingelsen for at lampa skal være slukket? RL1

12V

A 0

Symbolet for en 3-inngangers NOG-port ser du på figuren nederst i skjermbildet.

U1:A

B 0 C 0A 0

12 7410

Du har nå en sannhetstabell for en 3-inngangers NOG-port. □ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 0? □ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen Y = □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

U1:A

1 2 13

B 0

□ Still inngangssignalene A, B og C som vist i tabell 4 og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y.

1 2 13

7410

C 0

File: Log-4.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Tabell Digital-4 C

File: Log-4.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

IKKE-ELLER-krets (NOR-gate) En ELLER-krets etterfulgt av en IKKE-krets blir til en IKKEELLER-krets. □ Åpne fila Log-5.

Digitalteknikk-1

□ Start simulering.

LAMPE

□ Lukk bryterne SW1-SW3 etter tur og legg merke til når lampa lyser. □ Hva er betingelsen for at lampa skal være slukket?

SW1

12V

SW2

RL1

12V

SW3

Symbolet for en 3-inngangers IKKE-ELLER-port ser du på figuren nederst i skjermbildet.

A 0 B 0 C 0

1 2 13

U1:A 12

7427

File: Log-5.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER Digitalteknikk-1 LAMPE

SW1

12V

A 0 B 0 C 0

12V

SW2

RL1

12V

SW3

1 2 13

U1:A 12

7427

File: Log-5.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Still inngangssignalene A, B og C som vist i tabell 5 og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y. Du har nå en sannhetstabell for en 3-inngangers IKKE-ELLERport. □ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 0? □ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen Y = □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

PROTEUS SKOLESIDER

Tabell Digital-5 C

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Ulikhetsdetektor (EXCLUSIVE-OR, EX-OR) Ulikhetsdetektoren er en krets vi kan bruke til å finne ut om det er forskjell på to binære biter. □ Åpne fila Log-6. Digitalteknikk-1 SW1

"1"

"0"

SW2 U1

A 0

B 0

12V

XOR_2

LAMPE 12V

U3:A 1

U2:A

A 0

3 2

U4:A

7408

U2:B

B 0

7404

U3:B 4

7432 6

7404

5 7408

File: Log-6.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Start simulering. □ Begge bryterne SW1 og SW2 skal være lukket («1»). □ Lyser lampa? □ Åpne bryteren SW1 (”0”). □ Lyser lampa nå? □ Åpne bryteren SW2. □ Hva skjer med lampa? □ Lukk bryteren SW1.

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER □ Hva er betingelsen for at lampa skal lyse? Digitalteknikk-1 SW1

"1"

SW2

Symbolet for en ulikhetsdetektor (EKSKLUSIV ELLER-krets) ser "0" du på figuren øverst til høyre i skjermbildet. De to"0"inngangene kan B1 12V du kombinere på fire forskjellige måter som vist i tabell 6. LAMPE

A 0

0 B 0 XOR_2

12V

Tabell Digital-6

□ Still inngangssignalene A og B som tabellen viser og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y. U3:A

Du har nå lagd en sannhetstabell for en likhetsdetektor. 1

A 0

2 7404

U2:B 3

B 0

2 7408

□ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 1?

U2:A

U3:B 4

U4:A

1 2

Y2 3

7432

6 7404

5 7408

Digitalteknikk-1 □ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen "1"

"1"

Y ="0"

"0"

SW1

File: Log-6.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

SW2 U1

A 0

B 0

12V

XOR_2

LAMPE

Nederst i skjermbildet ser du hvordan ulikhetsdetektoren er satt sammen av IKKE-, OG- og ELLER-porter. 12V

U3:A 1

U2:A

A 0

3 2

U4:A

7408

U2:B

B 0

7404

U3:B 4

7432 6

7404

5 7408

□ Kontroller at kretsen har den samme funksjonen som du har notert i tabell 6. File: Log-6.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Observer også hvordan de logiske nivåene endrer seg «inne» i kretsen. □ Hvilke logiske nivå har vi ut fra U2:B og U3:A når A er 1 og B er 0? Det logiske nivået ut fra U2:B er: Det logiske nivået ut fra U3:A er:

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Likhetsdetektor (EXCLUSIVE-NOR, EX-NOR) Likhetsdetektoren er en krets vi kan bruke til å finne ut om to binære biter er like. □ Åpne fila Log-7. Digitalteknikk-1

SW1

"1"

"0"

SW2 U1:A

B1 12V

LAMPE

A 0 B 0

1 3

2 X-NOR

12V

U3:A 1

U2:A

A 0

3 2

7408

7404

U2:B

B 0

U3:B 4

NOR_2

4 6

7404

5 7408

File: Log-7.pdsprj Date: 25.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Start simulering. □ Begge bryterne SW1 og SW2 skal være åpne (”0”). □ Lyser lampa?_______ □ Lukk bryteren SW1 (”1”). □ Lyser lampa?_______ □ Lukk bryteren SW2. □ Lyser lampa?_______ □ Åpne bryteren SW1. □ Lyser lampa?_______ □ Hva er betingelsen for at lampa skal lyse? Digitalteknikk-1

SW1

"1"

SW2

Symbolet for en likhetsdetektor (EKSKLUSIV NELLER-krets) B1 ser du på figuren til høyre i skjermbildet. "0"

"0"

12V

LAMPE

U1:A

A 0 B 0

1 3 2

X-NOR

12V

U3:A

A 0

www.labcenter.com

U2:A

3 2

7408 7404

B 0

U3:B 4

NOR_2

4 6

7404

U2:B 5

LOGISKE GRUNNKOPLINGER Nederst i skjermbildet ser du hvordan likhetsdetektoren er satt sammen av IKKE-, OG- og ELLER-porter. Symbolet for en ulikhetsdetektor (EKSKLUSIV ELLER-krets) ser du på figuren øverst til høyre i skjermbildet. De to inngangene kan du kombinere på fire forskjellige måter som vist i tabell 7. □ Still inngangssignalene A og B som tabellen viser og noter tilstanden (0 eller 1) til utgangssignalet Y. Du har nå lagd en sannhetstabell for en likhetsdetektor. □ Hva er betingelsen for at utgangssignalet Y skal bli 1? Digitalteknikk-1

□ Skriv det bolske uttrykket for funksjonen Y =SW1 "1"

"1"

"0"

SW2 U1:A

Y1 1 A 0 3 ? 2 Nederst i skjermbildet ser du hvordan B 0ulikhetsdetektoren er satt LAMPE 12V

sammen av IKKE-, OG- 12V og ELLER-porter.

X-NOR

U3:A 1

U2:A

A 0

3 2

7408

7404

U2:B

B 0

U3:B 4

NOR_2

4 6

7404

5 7408

□ Kontroller at kretsen har den samme funksjonen som du har notert i tabell 7. File: Log-7.pdsprj Date: 25.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

Tabell Digital-7 B

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Sammendrag Krets

7408

IEC symbol

A B

ANSI symbol

Sannhetstabell

A B

≥1

S1 S2 P1

B A Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

OR ELLER

7404

Ekvivalentskjema

B A Q 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

AND OG

7432

Logisk uttrykk

A Q 0 1 1 0

NOT (INVERTER) IKKE

7400

A B

B A Q 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

NAND IKKE OG

7402

A B

≥1

NOR IKKE ELLER

7486

A B

EXCLUSIVE OR (X-OR) Ulikhetsdetektor

74HC 7266

A B

S2 K1

B A Q 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

B A Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

S2 P1

EXCLUSIVE NOR (X-NOR) B Likhetsdetektor

B A Q 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

eller S2 P1

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER

Kontrolloppgave På figuren under ser du en blokk med navn LOGISKE GRUNNKOPLINGER. Denne blokken kalles Sub Circuit.

I denne oppgaven skal du, ut fra målingene, bestemme hvilken logisk funksjon kretsen utfører. Kretsen har to innganger, A og B og sju utganger. Utgangene 1–7 velges ved hjelp av en innebygd teller. Displayet viser status på tellerens utganger A0-A2. Merk at dette displayet har innebygd dekoder/driver. I praksis vil en kople tellerens utganger til en dekoder og kople resistorer (strømbegrenser) i serie med hvert segment. Telleren starter på 0 og avanserer hver gang du klikker på CLKinngangen. Når telleren er kommet til 7 resettes den automatisk. Du kan resette telleren manuelt ved å klikke på RESET.

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Krets 1 □ Åpne fila Log-8. Tabell 1 Krets 1 Digitalteknikk-1

LOGISKE GRUNNKOPLINGER

0 0

1 0

CLK

A0 A1

UT RESET

CCT001

File: Log-8.pdsprj Date: 04.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Zoom inn

□ Start animasjon ved å klikke på PLAY nede til venstre eller trykk på w. □ Start animasjonen ved å trykke på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast w.

Zoom in

PLAY

Zoom out

STEP PAUSE

Zoom all

STOP

□ Klikk på CLK til displayet viser 1. □ Klikk på inngangene B–A etter tabell 1. □ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 1. Figur 1 Krets 1, logisk symbol

□ Skriv det logiske uttrykket for krets 1: □ Hvilken funksjon utfører krets 1? □ Tegn det logiske symbolet for krets 1 i figur 1.

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER Krets 2 □ Klikk på CLK til displayet viser 2. □ Klikk på inngangene B–A etter tabell 2. □ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 2. □ Skriv det logiske uttrykket for krets 2:

Tabell 2 Krets 2 B

Figur 2 Krets 2, logisk symbol

□ Hvilken funksjon utfører krets 2? □ Tegn det logiske symbolet for krets 2 i figur 2. Krets 3 □ Klikk på CLK til displayet viser 3. □ Klikk på inngangene B–A etter tabell 3. □ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 3. □ Skriv det logiske uttrykket for krets 3: □ Hvilken funksjon utfører krets 3? □ Tegn det logiske symbolet for krets 3 i figur 3.

PROTEUS SKOLESIDER

Tabell 3 Krets 3 B

Figur 3 Krets 3, logisk symbol

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Krets 4 Tabell 4 Krets 4

□ Klikk på CLK til displayet viser 4. □ Klikk på inngangene B–A etter tabell 4. □ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 4. □ Skriv det logiske uttrykket for krets 4:

Figur 4 Krets 4, logisk symbol

□ Hvilken funksjon utfører krets 4? □ Tegn det logiske symbolet for krets 4 i figur 4. Krets 5

Tabell 5 Krets 5 B

□ Klikk på CLK til displayet viser 5.

□ Klikk på inngangene B–A etter tabell 5.

□ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 5.

□ Skriv det logiske uttrykket for krets 5: Figur 5 Krets 5, logisk symbol

□ Hvilken funksjon utfører krets 5? □ Tegn det logiske symbolet for krets 5 i figur 5. Krets 6 □ Klikk på CLK til displayet viser 6. □ Klikk på inngangene B–A etter tabell 6. □ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 6.

Tabell 6 Krets 6 B

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER □ Skriv det logiske uttrykket for krets 6:

Figur 6 Krets 6, logisk symbol

□ Hvilken funksjon utfører krets 6? □ Tegn det logiske symbolet for krets 6 i figur 6. Krets 7 Tabell 7 Krets 7

□ Klikk på CLK til displayet viser 7.

□ Klikk på inngangene B–A etter tabell 7.

□ Notér det logiske nivået på UT for alle kombinasjoner av B–A i tabell 7.

□ Skriv det logiske uttrykket for krets 7: □ Hvilken funksjon utfører krets 7? □ Tegn det logiske symbolet for krets 7 i figur 7.

Se neste side

PROTEUS SKOLESIDER

Figur 7 Krets 7, logisk symbol

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Goto Child Sheet Høyreklikk på blokken og velg i menyen.

Figur 8 Skjemaet bak blokken Til display

Binærteller

Datavelger

Logiske grunnkoplinger

Exit to Parent Sheet Høyreklikk et sted uten objekter og velg i menyen.

www.labcenter.com

LOGISKE GRUNNKOPLINGER

Virkemåte

Multi-Sheet Designs Du kan lese mer i hjelpefila:

Kretsen bak blokken inneholder alle de logiske grunnkoplingene 1–7: AND NAND OR NOR INVERTER XOR XNOR CLK driver en binærteller. Binærtelleren driver displayet, som har innebygd dekoder. Displayet viser hvilken av de 7 grunnkoplingene som er aktiv. Binærtelleren driver også en datavelger som mottar info fra aktiv grunnkopling (1–7). Datavelgeren legger resultatet ut på utgangen UT. Her ser du et godt eksempel på bruk av terminaler i stedet for å trekke mange ledere, noe som ofte gjør skjemaet uoversiktlig.

PROTEUS SKOLESIDER

Tellere Innledning

Tellere

JK-vipper egner seg godt til bruk i binærtellere. De to tilstandene HØY ( 1) og LA V (0) kan brukes til å representere en bit i et binærtall. I en flanketrigget JK-vippe der begge inngangene er lagt høye, vil utgangen skifte tilstand for hver flanke på taktpulsen.

Dato Godkjent av

□ Klikk på Open Project.

Animasjon □ Finn fila Dig_2-1 som du har lagret og dobbeltklikk på den. Skjermbildene dine kan være litt annerledes. Digitalteknikk-2

U2:A

U1:B 1J

R 74LS73

U1:A 1J

9 1

Asynkron oppoverteller

Mars 2021

Utført av

Åpne prosjekt □ Start Proteus.

10 s

3 8 2 74LS73

12 5

C1 1K

3 2

RESET

74LS73

File: Dig_2-1.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Start animasjon □ Start animasjon ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet.

PLAY

□ Klikk gjentagende ganger på TP mens du observerer om utgangen QA–QC skifter nivå når TP går fra HØY til LAV eller fra LAV til HØY. Beskriv hva som skjer.

STEP PAUSE

STOP

Betjening av Logic State Du skifter mellom 0 og 1 på inngangssignalene ved å klikke i symbolet eller ...

A 0 ... du kan klikke på pil opp eller pil ned.

□ Nullstill telleren ved å klikke på RESET. □ Før inn status på utgangene QA–QC i tabellen for hver klokkepuls.

A 0

Måling med Logic Analyser

Asynkron oppoverteller QC

□ Åpne Dig_2-2a.

TP 0 1

Digitalteknikk-2

2 TP QA QB QC

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0[0..7] B1[0..7]

A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 B2[0..7] B3[0..7]

3 4 5 6

U2:A 14

1K R 74LS73

U1:A 1J

9 1

C1 13

U1:B 1J

3 8 2 74LS73

7 5

TP 1J

14 TP 1

C1 1K

3 2

74LS73

File: Dig_2-2a.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

TELLERE

□ Start animasjon.

• QA skifter nivå på fallende flanke av TP. • QB skifter nivå på fallende flanke av QA. • QC skifter nivå på fallende flanke av QB.

□ Still inn knappene som vist og klikk på Capture. Det kan ta litt tid før bildet kommer fram første gang! Gjennomløpstid □ Åpne Dig_2-2a-2, still inn knappene som vist og klikk på Capture.

□ Klikk på Cursors. □ Klikk på bakflanken på A0 (TP), hold museknappen nede og dra pekeren til forflanken på A1 (QA) og slipp. □ Les av gjennomløpstiden.

PROTEUS SKOLESIDER

Det kan ta litt tid før bildet kommer fram etter at du har klikket på Capture!

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Feiler det, høyreklikk i bildet og velg Clear All Cursors og prøv igjen! tPLH =

Måling i graf □ Åpne Dig-2-2-s. Digitalteknikk-2

U2:A(Q)

U1:B(Q)

U2:A

U1:B 1J

1K R 74LS73

U1:A 1J

9 1

C1 13

U1:A(Q)

3 8 2

7 5

14 TP 1

C1 1K

74LS73

TP 1J

3 2

74LS73

File: Dig_2-2s.pdsprj Date: 07.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ I grafen til venstre ser du det samme mønsteret som på logikkanalysatoren. □ Klikk øverst i det grønne feltet på grafen til høyre for å maksimere den. Alternativt kan du høyreklikke i grafen og velge Maximize (Show Window) i menyen som spretter opp. Se til høyre.

Grafen ligger nå under egen flik. Se over. Cursor i graf Du kan bruke to kursorer i grafen: • Referanse kursor (rød) • Kursor 2 (grønn)

www.labcenter.com

TELLERE □ Hold c tasten inne og klikk i nærheten av den negative flanken på TP i grafen.

Måling i grafer Forstørre et område i grafen For å utføre tidsmålinger i grafen kan det være nødvendig å forstørre området der vi ønsker å utføre målingen. Framgamgsmåten er :

□ Hold fortsatt c inne og bruk piltastene til å bevege kursoren til den ligger på flanken.

Flytt pekeren litt over og litt til venstre for måleområdet. Hold skifttasten og VM nede og beveg pekeren mot høyre og nedover til det blir ei ramme rundt måleobjektene. Slipp opp tastene. Det kan være nødvendig å gjenta dette til det blir en lesbar tidsforskjell mellom måleobjektene. Markører

□ Slipp

□ Klikk i nærheten av den positive flanken på QA [U1:A(Q)].

Hold Ctrl-tasten og VM nede og du får en rød markør i grafen. Beveg markøren til det punktet der målingen skal starte. Slipp opp tastene. Flytt pekeren mot slutten av måleområdet, hold VM nede og og du får en grønn markør i grafen. Beveg den grønne markøren til punktet der målingen skal slutte. Slipp VM. I digitale grafer kan du lett treffe flankene med kursoren ved å bruke piltastene på tastaturet (høyre og venstre).

□ Bruk piltastene til å bevege kursoren til den ligger på flanken.

□ Nede i venstre hjørnet kan du lese av avstanden mellom kursorene: DX = 15.0n (15,0 ns). Komma angis med (. = punktum)

PROTEUS SKOLESIDER

Klikk på DX-knappen og du kan lese tidsforskjellen mellom den røde og den grønne markøren der det står DELTA.

Parameter

Conditions

Input Clamp Voltage

VCC = Min, II = −18 mA

VOH

HIGH Level

VCC = Min, IOH = Max

Min

2.7

Output Voltage VIL = Max, VIH = Min EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

VOL

LOW Level

VCC = Min, IOL = Max

Output Voltage

VIL = Max, VIH = Min IOL = 4 mA, VCC = Min

Input Current Max har flereVCC = Max J, K II □ Legg merke til at@du menyvalg for grafen. Input Voltage

IIH

IIL

VI = 7V

(Note 5)

Max

Units

−1.5

3.4

0.35

0.5

0.25

0.4 0.3

Clock

0.4

VCC = Max

J, K

Input Current

VI = 2.7V

Clear

Clock

LOW Level

VCC = Max

J, K

−0.4

Input Current

VI = 0.4V

Clear

−0.8

Clock

−0.8

Short Circuit Output Current

VCC = Max (Note 6)

ICC

Supply Current

VCC = Max (Note 7)

0.1

Clear

HIGH Level

IOS

S73A

Symbol VI

−20 4

µA

−100

Note 5: All typicals are at VCC = 5V, TA = 25°C. Note 6: Not more than one output should be shorted at a time, and the duration should not exceed one second. For devices, with feedback from the outputs, where shorting the outputs to ground may cause the outputs to change logic state, an equivalent test may be performed where VO = 2.125V with the minimum and maximum limits reduced by one half from their stated values. This is very useful when using automatic test equipment. Note 7: With all outputs OPEN, ICC is measured with the Q and Q outputs HIGH in turn. At the time of measurement, the clock is grounded.

Switching Characteristics at VCC = 5V and TA = 25°C

RL = 2 kΩ

From (Input) Symbol

Parameter

CL = 15 pF

To (Output)

Min fMAX

Maximum Clock Frequency

tPHL

Propagation Delay Time

Clear

HIGH-to-LOW Level Output

to Q

Propagation Delay Time

Clear

LOW-to-HIGH Level Output

to Q

tPLH tPLH

Propagation Delay Time

Q or Q

Propagation Delay Time

Min

Units

Max

Clock to

LOW-to-HIGH Level Output tPHL

CL = 50 pF

Max

Clock to

HIGH-to-LOW Level Output

MHz

Q or Q □ Sammenlikne målte verdier med databladet og kommentér.

Asynkron nedoverteller Animasjon □ Åpne Dig_2-3. Digitalteknikk-2 3

U2:A

U1:B 1J

14 1

C1 1K

R 74LS73

U1:A 1J

3 8 2 74LS73

www.fairchildsemi.com

12 5

C1 1K

3 2

RESET

74LS73

File: Dig_2-3.pdsprj Date: 07.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

TELLERE Asynkron nedoverteller

□ Start animasjonen.

□ Reset telleren og klokk fram etter tabellen til høyre. Før inn status på utgangene QA–QC i tabellen for hver klokkepuls.

TP 0 1 2

□ Hva skjer med tellesekvensen dersom Q-utgangene blir taktpuls til neste vippe?

3 4

5 6 7 8

Binærteller Digitalteknikk-2

U2:B

U2:A 1J

C1 8

7 5

U1:B 1J

14 1

C1 1K

74LS73

R 74LS73

U1:A 1J

3 8 2 74LS73

12 5

C1 1K

R 74LS73

3 2

RESET

0 Binærteller QD File: Dig_2-4.pdsprj Date: 08.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

TP 0 1

Animasjon

Fire bits binærteller

□ Åpne fila Dig_2-4. □ Reset telleren og klokk fram etter tabellen til høyre. Før inn status på utgangene QA–QD i tabellen for hver klokkepuls.

3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Dekadeteller Animasjon

Digitalteknikk-2

QD QC QB QA QD

U2:B 1J

C1 8

74LS73

U2:A

1K R

U1:B

74LS73

U1:A

C1 13

74LS73

3 2

74LS73

U3:A 3

2 74LS00

File: Dig_2-5.pdsprj Date: 08.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Åpne fila Dig_2-5. Figuren viser binærtelleren fra forrige øving, men modifisert med et logisknettverk som gjør at kretsen blir en dekadeteller. Tellesekvensen blir da: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 for så å begynne på 0 igjen. På figuren ser du et sjusegmentdisplay tilkoplet hver av utgangene for å lettere å kunne følge tellesekvensen. □ Start animasjonen.

Dekadeteller QD

TP 0 1 2 3 4 5 6

□ Klokk fram etter tabellen til høyre. Før inn status på utgangene QA–QD i tabellen for hver klokkepuls.

Animasjon med logikkanalysator

8 9

□ Åpne fila Dig_2-5a, start animasjon og klikk på CAPTURE. Se neste side. Her er det satt inn en pulsgenerator som TP. Videre er en logikkanalysator koplet til for å måle innog utgangssignaler. Under skjemaet ser du simuleringsresultatet.

www.labcenter.com

TELLERE Digitalteknikk-2 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0[0..7] B1[0..7]

TP QA QB QC

U2:B C1 8 74LS73

7 5

U1:B 1J

U1:A 7

9 1

RESET

8 2

14 TP 1

C1 1K

74LS73

TP 1J

74LS73

U2:A 1J

A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 B2[0..7] B3[0..7]

3 2

74LS73 RESET

U3:A 1 3 2 74LS00 File: Dig_2-5a.pdsprj Date: 08.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Forklar hvor det oppstår «GLITCH» på QB.

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Åpne Dig_2-5s. Digitalteknikk-2

Q[0..3]

U2:B C1 8 74LS73

1K R

U1:A 7

9 1

C1 13

U1:B 1J

12 5

U2:A 1J

3 8 2

74LS73

12 5

C1 1K

74LS73

14 TP 1

3 2

74LS73 Q4

U3:A 1 3 2 74LS00 File: Dig_2-5s.pdsprj Date: 08.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Trykk på mellomromtastenfor å simulere.

www.labcenter.com

Multiplekser/demultiplekser Åpne prosjekt

Multiplekser/demultiplekser

□ Start Proteus.

12 s

Mars 2021

Utført av Dato

□ Klikk på Open Project.

Godkjent av

Multipleksere (datavelgere)

□ Finn fila mux-1 som du har lagret og dobbeltklikk på den. Skjermbildene dine kan være litt annerledes. Digitalteknikk

i Datainnganger D0

Multiplekser (Datavelger)

SW1

UTGANG

SW-ROT-4

File: mux-1.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

En multiplekser er en elektronisk krets som vi kan bruke til å velge ett av flere inngangssignaler og sende signalet til én utgang. Her er multiplekseren en rotasjonsvender som velger én inngang av gangen.

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Start simulering PLAY

□ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Regulér venderen og observér hvordan utgangssignaler endres i takt med valgt inngang. □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

STEP PAUSE

STOP

Betjening av vender Du kan regulere venderen ved

å klikke på pil opp ...

□ Åpne mux-2. Digitalteknikk U1:A D0

D0 S0 S1

1 2 13

74HC11

... eller pil ned.

U1:B D1

D1 S0 S1

3 4 5

U3:A

6 2 3

74HC11

D2 S0 S1

9 10 11

1 1

U1:C

4 5

8 74HC4072

74HC11

U2:A D3

D3 S0 S1

1 2 13

74HC11

U4:A S0

74HC04

U4:B S1

74HC04

File: mux-2.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Betingelser for at data skal «slippe» gjennom OG-portene S0

Som du kanskje ser er kombinasjonene av S0 og S1 tallene 0 – 32 ( 0 – 3 binært). Data som legges ut på utgangen Y er da nivået på den datainngangen (D0 – D3) som er aktiv. □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet.

www.labcenter.com

4.55

PROTEUS OPPLÆRING

MULTIPLEKSER/DEMULTIPLEKSER

D0 □ Sett S0 = 0 og S1 = 0. □ Veksle D0 mellom 0 og 1 og følg med på utgangen Y. □ Veksle på de andre datainngangene og følg med på utgangen Y. D1 □ Sett S0 = 0 og S1 = 1. □ Veksle D1 mellom 0 og 1 og følg med på utgangen Y. □ Veksle på de andre datainngangene og følg med på utgangen Y. D2 og D3 □ Gjenta for D2 og D3. □ Stopp animasjon.

PLAY

STEP PAUSE

Demultiplekser □ Åpne mux-2a. Digitalteknikk

U1:A Y

1 2 13

74HC11

U1:B 3 4 5

U4:A S0

U1:C

2 9 10 11

74HC04

U4:B S1

& 74HC11

U2:A

4 74HC04

1 2 13

& 74HC11

□ Start animasjon og observér hvordan data fra Y distribueres til D0 – D3 når du varierer adresseinngangene S0 – S1 etter tabellen til høyre. □ Forklar virkemåten.

PROTEUS SKOLESIDER

File: mux-2a.pdsprj Date: 09.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

STOP

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Mux / Demux □ Åpne mux-3.

Digitalteknikk

GANG = 1 Begge venderne (SW1 og SW2) er gitt egenskapene GANG = 1.

Datainnganger D0

Multiplekser

Overføringslinje

Demultiplekser

SW1

Datautganger

SW2

SW-ROT-4 GANG=1

Det betyr at de virker synkront.

Endrer du på den ene venderen,

vil den andre «følge etter».

Begge venderne (SW1 og SW2) er gitt egenskapene GANG = 1. Det betyr at de virker synkront. Endrer du på den ene venderen, vil den andre «følge etter».

□ Start animasjon og observér hvordan data overføres fra Datainnganger via Overføringslinje til Datautganger når du endrer stilling på en av venderne SW1 eller SW2. File: mux-3.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Et lite 4-bits system Data inn

Tristate Buffer 4

Buss

4 siffer display

Buffervelger 4

Siffervelger

DP 1 – 4

0111

Buffervelger 4

Segmentvelger

BCD – til 7 segment

D C

Buffervelger

Blokkskjema

Figuren over viser et system hvor fire 4-bits datakilder skal vises på et display med fire siffer.

www.labcenter.com

MULTIPLEKSER/DEMULTIPLEKSER

Forklaring til blokkskjemaet Data inn

Tommelhjul-vendere som kan stilles inn til å gi fire bit ut: (0000 – 1001)2 = (0 – 9)10

Tristate buffer

Fire bit inn. Fire bit ut når Buffervelger er aktiv. Når buffervelger ikke er aktiv er utgangene isolert fra Bussen (høy impedans) . Synkroniseres med Siffervelgeren på displayet

Buss

«Sammleskinne» for data

BCD – 7 segment

Omvandler data på inngangen til å vises på et 7 segment display. Synkroniseres med Buffervelgeren på Tristate Buffer.

4 siffer display

Displayet viser kun ett av sifferne av gangen. Siffervelgeren bestemmer hvilket siffer som skal vises

Data inn og Tristate Buffer

Digitalteknikk

□ Åpne mux-4a. SW1

C 8 THUMBSWITCH-BCD

U1:A 2 4 6 8 1

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

O0 O1 O2 O3

OE 74LS244

□ Start animasjonen. □ Sett OE til «1» (HØY) og variér SW1. □ Hva skjer på utgangene av U1:A? □ Sett OE1 til «0» (LAV) og variér SW1. □ Hva skjer på utgangene av U1:A nå? □ Klikk på STOP nede til venstre eller trykk to ganger på

File: mux-4a.pdsprj Date: 10.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

Digitalteknikk U1:A OPPGAVER OG ØVINGER EKSEMPLER, SW1 2 18

4 6 8

C 1

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

16 14 12

1 OE1 OE OE-kontroll (Output Enable)

C 2

15 17

A1 A2 A3

□ Start OE2 animasjonen. 19 OE

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

OE3

A0 A1 A2 A3

16 14 12

C 4 OE4

A0 A1 A2 A3

OE2

2 4 6 8

C 3 9 7 5 3

OE3

11 13 15 17

C 4

OE4

CLK

1 kHz 2 PULLDOWN

A0 A1 A2 A3

18 16 14 12

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

U4:A Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

74HC393

2 3 1

A B E

A0 A1 A2 A3 OE 74LS244

Q0 Q1 Q2 Q3

4 5 6 7

OE1 OE2 OE3 OE4

U3:A

Y0 Y1 Y2 Y3

RN1 PULLUP

4556

SW6

2 3 4 5 6

SW5

9 7 5 3

U2:B

SW4

CLK

0,5 Hz

A0 A1 A2 A3

74LS244

□ Åpne mux-4c. 74LS244

Y0 Y1 Y2 Y3

U2:A

SW3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

74LS244

U2:B 11 13 15 17

11 13 15 17

C 2

74LS244

SW4

Y0 Y1 Y2 Y3

U1:B

SW2

Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

74LS244

U2:A □ Variér SW3 SW52 og beskriv18 hva som skjer. 4 6 8

OE1

74LS244

C 3

2 4 6 8

C 1

U1:B

SW2mux-4b. 11 □ Åpne A0 13

U1:A

SW1

74LS244

SW5 SW-ROT-4

2-BIT

OE1 OE2 OE3

Her er SW5 og RN1 fra figur Mux-4b byttet ut med to klokkegeneratorer og en LOGIC STATE giver. SW5 velger frekvens på klokkesignalet CLK. SW6 gjør at telleren U3:A resettes når utgangen Q2 blir HØY. Telle-sekvensen blir derfor 0 - 1 - 2 - 3 (desimalt).

OE4

Mux-4b

File: mux-4c.pdsprj Date: 10.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Kombinasjoner av inngangene A og B på U4:A velger én av utgangene som er enable-signaler til tristate-bufferne U1:A – U2:B.

□ Start animasjonen. □ Klikk gjentatte ganger på LOGIC STATE inngangen og kommentér hvordan nivåene på OE1 – OE4 på utgangen av U4:A endres.

□ Klikk på SW5 til G1 blir CLK-signalet og følg med på utgangene påU1:A – U2:B. □ Er virkemåten for de to kretsene lik?

www.labcenter.com

MULTIPLEKSER/DEMULTIPLEKSER

BCD-7 segment dekoder og display □ Åpne mux-4d. □ LOGIC STATE skal være LAV (0) og være klokkeinngang. □ Start animasjonen. U1:A SW1

C 7

OE1

2 4 6 8

A0 A1 A2 A3

Digitalteknikk

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

D0 D1 D2 D3

74LS244

SW2

C 2

OE2

11 13 15 17 19

U1:B A0 A1 A2 A3 OE

C 3

OE3

2 4 6 8 1

U2:A A0 A1 A2 A3

RN1

RX8

SW4

C 4

OE4

11 13 15 17 19

7 1 2 6 4 5 3

74LS244

U2:B

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

R2 PULLUP

1 2 3 4 5 6 7 8

SW3

16 15 14 13 12 11 10 9

74LS244

A B C D BI/RBO RBI LT

QA QB QC QD QE QF QG

13 12 11 10 9 15 14

SW-ROT-4

SW7

74LS247

LAMPTEST

74LS244

CLK

SW5

G1 0,5 Hz

PULLDOWN

1 kHz

U3:A CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

74HC393

SW6 2-BIT

2 3 1

U4:A A B E

Q0 Q1 Q2 Q3

4 5 6 7

OE1 OE2 OE3 OE4

U6:A OE1

4556

U6:C 2

OE1

74HC04

U6:B OE2

PROTEUS SKOLESIDER

OE3

OE4

74HC04

U6:D 4

OE2

74HC04

□ Rotér SW7 og forklar hva som skjer.

OE3

OE4

13 74HC04

File: mux-4d.pdsprj Date: 10.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Multiplekset buffer og display □ Åpne mux-4e og start animasjon. Digitalteknikk SW1

C 1

OE1

2 4 6 8 1

U1:A A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

D1 D2 D3

OE 74LS244

SW2

C 2

OE2

11 13 15 17 19

U1:B A0 A1 A2 A3

D1 D2 D3

OE3

A0 A1 A2 A3

RN1

D2 D3

RX8

C 4

OE4

11 13 15 17 19

7 1 2 6 4 5 3

74LS244

SW4

U2:B

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

OE4 OE3 OE2 OE1

U2:A

D0 D1

D2 D3

PULLUP

1 2 3 4 5 6 7 8

C 3

2 4 6 8

16 15 14 13 12 11 10 9

74LS244

SW3

A B C D BI/RBO RBI LT

QA QB QC QD QE QF QG

13 12 11 10 9 15 14

74LS247

LAMPTEST

74LS244

CLK

SW5

G1 0,5 Hz

PULLDOWN

1 kHz

U3:A CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

2 3 1

74HC393

SW6

U4:A A B E

Q0 Q1 Q2 Q3

4 5 6 7

OE1 OE2 OE3 OE4

U6:A OE1

4556

2-BIT

U6:C 2

OE1

OE3

74HC04

U6:B OE2

LOGIC STATE

OE3

OE4

74HC04

U6:D 4

OE2

74HC04

OE4

13 74HC04

File: mux-4e.pdsprj Date: 10.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Still SW5 til manuelle klokkepulser. □ Klikk gjentatte ganger på LOGIC STATE og forklar hva som skjer på displayet.

□ Still SW5 til G1 (0,5 Hz) og følg med på displayet. □ Still SW5 til G1 (1 kHz) og følg med på displayet. □ Forklar hvorfor du nå ser alle sifferne på displayet samtidig.

www.labcenter.com

MULTIPLEKSER/DEMULTIPLEKSER

Simulering i graf □ Åpne mux-4f. Start simulering og maksimér grafen. Zoom opp og mål bredden på glitchen – se nederst. Digitalteknikk

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

D0 D1 D2 D3

OE 74LS244

SW2

C 2

OE2

11 13 15 17 19

U1:B A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

D[0..3]

D0 D1 D2

CLK

OE 74LS244

C 3

OE3

2 4 6 8 1

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

OE1

OE2

OE3

OE4

Q2 D0 D1

RN1

D2 D3

RX8

C 4

OE4

11 13 15 17 19

U2:B

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

D0 D1

D2 D3

PULLUP

CLK

SW5 1

0,5 Hz

PULLDOWN

1 kHz

U5 A B C D BI/RBO RBI LT

13 12 11 10 9 15 14

QA QB QC QD QE QF QG

74LS247

LAMPTEST

74LS244

7 1 2 6 4 5 3

74LS244

SW4

OE4 16 15 14 13 12 11 10 9

SW3

U2:A

OE1

CLK

OE4 OE3 OE2 OE1

OE1

2 4 6 8

1 2 3 4 5 6 7 8

C 1

D[0..3]

SW1

U1:A

Q0 Q1

U3:A CLK MR 74HC393

SW6

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

2 3 1

U4:A A B E

4 5 6 7

OE1 OE2 OE3 OE4

U6:A OE1

4556

U6:C 2

OE1

74HC04

OE2

OE3

OE4

U6:D 4

OE2

OE4

13 74HC04

File: mux-4f.pdsprj Date: 10.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Simulering i graf. «Glitchen» som resetter telleren er 18 ns bred

6 74HC04

74HC04

PROTEUS SKOLESIDER

OE3

U6:B Q2

2-BIT

Q0 Q1 Q2 Q3

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Simulering med Logic Analyser □ Åpne fila mux-4g. Digitalteknikk 2 4 6 8

C 1

OE1

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

D0 D1 D2 D3 D[0..3]

SW1

U1:A

OE 74LS244

SW2

11 13 15 17

C 2

OE2

D[0..3] D[0..3]

U1:B A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

CLK Q0 Q1 Q2 OE1 OE2 OE3 OE4

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0[0..7] B1[0..7]

A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 B2[0..7] B3[0..7]

D1 D2 D3

OE3

A0 A1 A2 A3

RN1

D2 D3

RX8

SW4

11 13 15 17

C 4

OE4

D1 D2

A0 A1 A2 A3

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

D0 D1

D2 D3

PULLUP

CLK

SW5 1

PULLDOWN

1 kHz

G1 0,5 Hz

U5 A B C D BI/RBO RBI LT

QA QB QC QD QE QF QG

13 12 11 10 9 15 14

74LS247

LAMPTEST

74LS244

7 1 2 6 4 5 3

74LS244

U2:B

OE4 OE3 OE2 OE1

C 3

U2:A

1 2 3 4 5 6 7 8

2 4 6 8

16 15 14 13 12 11 10 9

74LS244

SW3

CLK

Q0 Q1

U3:A Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

2 3 1

74HC393

U4:A A B E

Q0 Q1 Q2 Q3

4 5 6 7

OE1 OE2 OE3 OE4

U6:A OE1

4556

SW6

U6:C 2

OE1

OE3

74HC04

U6:B Q2

OE2

2-BIT

U1:A A0 A1 øverst A2 A3

på

Y0 Y1 neste Y2 Y3

18 D0 16 D1 side. 14 D2 12 D3

Også med Logic Analyser er 1 OE1 glitchen 18 ns.OE Merk innstillin74LS244 gene!

SW2

C 2

OE2

11 13 15 17 19

U1:B A0 A1 A2 A3

OE3

OE4

U6:D 4

OE2

OE4

Digitalteknikk 74HC04

File: mux-4g.pdsprj Date: 11.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

Y0 Y1 Y2 Y3

18 16 14 12

D[0..3]

C 1

□ Se

2 bilde46 8

6 74HC04

74HC04

SW1

D[0..3] D[0..3]

CLK Q0 Q1 Q2 OE1 OE2 OE3 OE4

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0[0..7] B1[0..7]

A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 B2[0..7] B3[0..7]

D1 D2 D3

C 3

OE3

2 4 6 8 1

U2:A A0 A1 A2 A3

D1 D2 D3

OE D0

74LS244

SW4

C 4

OE4

11 13 15 17 19

U2:B A0 A1 A2 A3 OE 74LS244

Y0 Y1 Y2 Y3

9 7 5 3

D0 D1 D2 D3

R2 PULLUP

LAMPTEST

7 1 2 6 4 5 3

U5 A B C D BI/RBO RBI LT 74LS247

1 2 3 4 5

SW3

16 15 14 13 12

74LS244

QA QB QC QD QE QF QG

13 12 11 10 9 15 14

www.labcenter.com

MULTIPLEKSER/DEMULTIPLEKSER

□ Åpne fila mux-4h.

PROTEUS SKOLESIDER

Minnekretser RAM–Random Access Memory

Minnekretser

14 s

Mars 2021

Utført av

□ Åpne fila RAM-1.

Dato Godkjent av

Beskrivelse av koplingen Klokkesignaler (CLK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MANUELL. Den brukes til å gi manuelle klokkepulser.

Venderen CLK velger mellom manuelle klokkepulser og klokkepulser fra pulsgeneratoren AUTO. R2 er en PULLUP resistor som sørger for at nivået fra impulsbryteren MANUELL ligger HØY når bryteren ikke er betjent. Uten R2 vil nivået være flytende (hverken HØY eller LAV).

Adresseteller (U2:A) U2:A er 4 bits binærteller. Den skal generere adresser til RAMet. Impulsbryteren RESET nullstiller telleren. Når RESET ikke er aktiv ligger MR på telleren LAV via PULLDOWN resistoren R1. Minnekretser

RESET 10k

1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9

180

CLK

AUTO

1 2

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19

PULLDOWN

R1 10k

PULLUP

CLK

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

U2:A

OE WE

18 20 21

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

CE OE WE 6116 CMOS STATIC RAM

OE WE

LES/SKRIV

RP1

FELLES ANODE

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

D018 D116 D214 D312

U3:A Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

2 4 6 8

a b c d

74HCT244 TRISTATE BUFFER D4 9 D5 7 D6 5 3

U3:B Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

11 13 15 17

74HCT244 TRISTATE BUFFER

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

180 PULLUP

a b c d e f g

TIL SEGMENTENE

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6

INNHOLD I RAM

SW-SPDT-MOM

PULLUP

MANUELL

DP2

RN1

2 3 4 5 6 7 8 9

DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

e f g

8 7 6 5

OFF

1 2 3 4

DIPSW_4

DSW1

8 7 6 5

OFF

DIPSW_4

DSW2

1 2 3 4

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Adresseteller (DP1) DP1 viser status på RAMets (U1) adresseinngangene A0–A3. Merk at dette displayet kun er ment som et hjelpemiddel for å se adressene. Displayet har innebygd dekoder og driver og trenger derfor ikke serieresistorer for å begrense strømmen i segmentene. Det finnes displayer med innebygde serieresistorer og dekoder, men de ”koster flesk”. Skal denne kretsen koples opp, må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2. Terminaler TERMINALER med samme navn har elektrisk forbindelse. Kontrollinngangene OE (20) og WE (21) på RAMet (U1) er koplet til terminaler som er gitt samme navn. Nederst til venstre i skjemet ser du R3 og R4 er koplet til terminaler med navnene OE og WE. Det er altså forbindelse mellom R3 og OE (20) og mellom R4 og WE (21).

Default Input Output BIDIR POWER GROUND BUS ENTRY

Terminaler TERMINALER med samme navn har elektrisk forbindelse. Bruk terminaler i skjemaene. Det gir bedre oversikt og det er lettere å gjøre endringer. TERMINALS er ikke fysiske terminaler. Skal du for eksempel kople en rekkeklemme til GND og VCC må du hente rekkeklemme fra biblioteket.

RAM (U1) Adresseinngangene A4–A10 skal ikke brukes og er derfor jordet. Kontrollsignaler er CE, OE og WE. CE (Chip Enable) ligger fast LAV (aktivt nivå). På høyre side av RAMet har pinnene navnene D0–D7. Dette er både data innog og data-utganger. OE og WE er koplet til impulsbryteren LES/SKRIV. Den har to stillinger: ubetjent og betjent. Når den ikke er betjent ligger OE LAV og WE HØY. D0–D7 på RAMet er da utganger. Impulsbryteren er koplet til PULLUP-resistorene R3 og R4 for å sikre et definert logisk nivå, HØY eller LAV. Når WE er ubetjent er D0–D7 data-utganger (OE er aktiv). Når WE er betjent, er D0–D7 data innganger (OE er inaktiv). Da kan vi skrive data inn i RAMet. TRISTATE BUFFER (U3:A og U3:B) Data som skal skrives inn i RAMet legges på inngangene av U3 med DIP-switchene DSW1 og DSW2.

www.labcenter.com

MINNEKRETSER Minnekretser

RESET 10k

1 2 3 4 5 6 7 8

RN1

16 15 14 13 12 11 10 9

180

CLK

AUTO

1 2

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19

PULLDOWN

R1 10k

PULLUP

CLK

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

U2:A

OE WE

18 20 21

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

FELLES ANODE

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

CE OE WE

D018 D116 D214 D312

U3:A Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

2 4 6 8

a b c d

74HCT244 TRISTATE BUFFER D4 9 D5 7 D6 5 3

LES/SKRIV

U3:B Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

11 13 15 17

74HCT244 TRISTATE BUFFER

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Så lenge OE på U3 er HØY er utgangene høyohmige (verken HØY eller LAV). Når LES/SKRIV legges LAV, går OE på U3 LAV og dataene på inngangene A0–A3 legges ut på utgangene Y0–Y3. OE på U3 og WE på U1 er sammenkoplet, så når LES/SKRIV legges LAV, går WE på U1 LAV og innskriving av data på D0–D7 skjer.

RAMet brukt som sjusegment dekoder Displayet DP2 er koplet til utgangene på RAMet via resistorpakken RN1. Resistorene i pakken er koplet til hvert segment og fungerer som strømbegrensere. Displayet er av typen felles anode. Det betyr at utgangene på RAMet må ligge til LAV for at det skal gå strøm i segmentene. Ø v in g 1 I denne øvingen skal vi programmere RAMet slik at det viser hvilken adresse det har på inngangen, altså 0–1510. Heksadesimalt skal 10–1510 vises som A-b-C-d-E og F.

PROTEUS SKOLESIDER

a f

6116 CMOS STATIC RAM

OE WE

RP1

180 PULLUP

a b c d e f g

TIL SEGMENTENE

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6

SW-SPDT-MOM

PULLUP

MANUELL

DP2

INNHOLD I RAM

2 3 4 5 6 7 8 9

DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

e f g

8 7 6 5

OFF

1 2 3 4

DIPSW_4

DSW1

8 7 6 5

OFF

DIPSW_4

DSW2

1 2 3 4

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Når du skal fylle ut tabellen er det kanskje lettest å finne ut vilke aktive segmenter det er flest eller færrest av. I første rad skal displayet vise tallet 0. Alle segment untatt g skal være lave. I neste rad skal bare b og c lyse.

a f

Programmering av RAMet

Framgangsmåte

c d

□ Start animasjonen (klikk på PLAY-knappen) eller trykk på

Du må ikke stoppe animasjonen! Gjør du det mister du programmet.

PLAY

STEP PAUSE

STOP

□ Sett venderen CLK til manuelle klokkepulser. □ Reset telleren hvis den ikke viser 0 på DP1. Programmeringsunderlag Adresseteller DP1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F

Display DP2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F

DSW1 8765

DSW2 876

abcd

efg

0000

001

1001

111

0010

010

0000

110

1001

100

0100

100

0100

000

0000

011

0000

000

0000

100

0001

000

1100

000

0110

000

1000

010

0110

000

0111

000

<-- Segment

Display 2 (DP2) skal vise status på adressetelleren, altså det samme som vises på DP1.

□ Fyll ut resten av tabellen. □ Sett DSW1 og DSW2 til de posisjonene tabell 1 viser. □ Klikk på WE. □ Sjekk at displayet DP2 viser som forventet. □ Avanser telleren med ny puls på MAN. www.labcenter.com

MINNEKRETSER Minnekretser

RESET 10k

1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9

180

CLK

AUTO

1 2

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19

PULLDOWN

R1 10k

PULLUP

CLK

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

U2:A

OE WE

18 20 21

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

CE OE WE 6116 CMOS STATIC RAM

OE WE

LES/SKRIV

RP1

□ Fortsett til du har programmert for alle 16 adressene. □ Klikk på CLK slik at adressetelleren går automatisk. □ Sjekk at alt stemmer. Gjør det ikke det, må du stille om til manuelle klokkepulser og programmere på nytt. □ Stopp animasjonen og start den igjen. □ Forklar hvorfor RAMet nå har fått nytt innhold.

PROTEUS SKOLESIDER

FELLES ANODE

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

D018 D116 D214 D312

U3:A Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

2 4 6 8

a b c d

74HCT244 TRISTATE BUFFER D4 9 D5 7 D6 5 3

U3:B Y0 Y1 Y2 Y3

A0 A1 A2 A3

11 13 15 17

74HCT244 TRISTATE BUFFER

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Legg inn nye data på DSW1 og DSW2 og klikk på WE.

180 PULLUP

a b c d e f g

TIL SEGMENTENE

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6

INNHOLD I RAM

SW-SPDT-MOM

PULLUP

MANUELL

DP2

RN1

2 3 4 5 6 7 8 9

DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

e f g

8 7 6 5

OFF

1 2 3 4

DIPSW_4

DSW1

8 7 6 5

OFF

DIPSW_4

DSW2

1 2 3 4

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

EPROM–Erasable Programmable Read Only Memory EPROM, eller elektronisk programmerbare read-only minne, er et lagringssystem som brukes i databehandlingen. EPROM minnet kan holde data uten en konstant strømforsyning, og kan omprogrammeres elektrisk. EPROM lagrer elektroniske data som må være tilgjengelig, selv om strømmen er slått av. EPROM minnet er også brukt i andre elektroniske enheter så som sanntid klokker. I disse enhetene, lagrer EPROM viktig informasjon som kalibreringsdata.

Intel Hex format Et format som brukes blant annet til å lagre data i EPROMer. Tabell 1 The 6 fields which comprise a Hex-record are defined as follows:

Intel Hex format INTRODUCTION Intel's Hex-record format allows program or data files to be encoded in a printable (ASCII) format. This allows viewing of the object file with standard tools and easy file transfer from one computer to another, or between a host and target. An individual Hex-record is a single line in a file composed of many Hex-records. HEX-RECORD CONTENT Hex-Records are character strings made of several fields which specify the record type, record length, memory address, data, and checksum. Each byte of binary data is encoded as a 2-character hexadecimal number: the first ASCII character representing the high-order 4 bits, and the second the loworder 4 bits of the byte. 1

Startcode

Bytecount

Address

Type

Data

Checksum

Field

Description

An ASCII colon, ":"

The count of the character pairs in the data field

00, 01, The 2-byte or 02 address at which the data field is to be loaded into memory

From 0 to n bytes of executable code, or memory loadable data. n is normally 20 hex (32 decimal) or less

The least significant byte of the two's complement sum of the values represented by all the pairs of characters in the record except the start code and checksum

Each record may be terminated with a CR/LF/NULL. Accuracy of transmission is ensured by the byte count and checksum fields.

www.labcenter.com

MINNEKRETSER HEX-RECORD TYPES Tabell 2 There are three possible types of Hex-records. 00

A record containing data and the 2-byte address at which the data is to reside.

A termination record for a file of Hex-records. Only one termination record is allowed per file and it must be the last line of the file. There is no data field.

A segment base address record. This type of record is ignored by Lucid programmers.

Ek s e m p el 1

□ Åpne fila Eprom-1. Minnekretser

DP1 ADRESSETELLER

RESET SW-SPDT-MOM

PULLUP

MAN

R3 PULLDOWN MR1

CLOCK AUTO

SW-SPDT

U2:A CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 2 Hz MR1

U3:A 3

R1 PULLDOWN

7432

Dette displayet inneholder dekoder. Skal denne kretsen koples opp, må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet til høyre.

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19 21 18 20

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 CE OE/VPP

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

DP2

9 10 11 13 14 15 16 17

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6

1 2 3 4 5 6 7 8

RN1

RX8

File: Eprom-1 Date: 23.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Venderen CLOCK velger mellom manuelle klokkepulser og klokkepulser fra pulsgeneratoren AUTO.

PROTEUS SKOLESIDER

16 15 14 13 12 11 10 9

Serieresistorer som begrenser strømmen gjennom segmentene i displayet.

2732 EPROM

Klokkesignaler (CLOCK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MAN. Den brukes til å gi manuelle klokkepulser.

INNHOLD I EPROM a b c d e f g FELLES ANODE

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Adresseinnganger (DP1) DP1 viser status på adresseinngangene A0–A3. Merk at dette displayet kun er ment som et hjelpemiddel for å se adressene. Displayet har innebygd dekoder og driver og trenger derfor ikke serieresistorer for å begrense strømmen i segmentene. Skal denne kretsen koples opp, må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet DP2 til høyre i skjemaet. Det finnes displayer medMinnekretser innebygde serieresistorer og dekoder, men de «koster flesk». DP1 ADRESSETELLER

RESET SW-SPDT-MOM

PULLUP

MAN

R3 PULLDOWN MR1

CLOCK AUTO

SW-SPDT

U2:A CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 2 Hz MR1

U3:A 3

R1 PULLDOWN

7432

Dette displayet inneholder dekoder. Skal denne kretsen koples opp, må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet til høyre.

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19 21 18 20

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

DP2

9 10 11 13 14 15 16 17

CE OE/VPP

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6

1 2 3 4 5 6 7 8

RN1

INNHOLD I EPROM 16 15 14 13 12 11 10 9

RX8

a b c d e f g FELLES ANODE

Serieresistorer som begrenser strømmen gjennom segmentene i displayet.

2732 EPROM

DISPLAY DP2 Som du ser er displayet DP2 koplet til utgangene på EPROMen via resistorpakken RN1. Resistorene i pakken er koplet til hvert segment og fungerer som strømbegrensere. Displayet er av typen felles anode. Det betyr at utgangene på EPROMen må ligge til LAV for at det skal gå strøm i segmentene.

File: Eprom-1 Date: 23.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

ELLER-porten U3:A Når utgangen på eller-porten går HØY vil telleren U2:A nullstilles. TELLER U2:A Utgang Q3 går høy når telleren har avansert til 810 = 10002. Da vil telleren resettes. Q3 ELLER MR1 vil resette telleren. Ø v in g 1 Tellesyklus Utgangspunktet er at alle segmentene er slukket, Vi ønsker å tenne ett segment av gangen. Segmentene skal forbli tent helt til alle er tent. Deretter skal alle slukke. Se tabell 3. Skrive HEX-fil til EPROMen For oversiktens skyld gjengir vi tabell 1.

www.labcenter.com

MINNEKRETSER Displayvisning for de forskjellige adressene

Adresse

Desimal Binær Hex

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

111 1100

111 1000

111 0000

110 0000

100 0000

000 0000

Data for de forskjellige adressene

Data

Adresse Binær Hex

111 1111 111 1110 7F

Nedenfor er første linje i programmet (alle segmentene er slukket): 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Start Code: Semikolon ":". Byte count: Antall tegnpar (hex) i datafeltet "01". Address: 2 byte (00 00) adresse hvor dataene skal lagres. Record Type: 00 (normale data). Data: 7F. Checksum: Sum av alle hexpar (untatt Start Code ":"), pluss Checksum skal være 00. I tabell 5 har vi regnet ut checksum.

Beregning av Checksum Field Address

Byte count

Adress (MS)

+ 00

Address (LS)

+ 00

+ 01

+ 02

+ 03

+ 04

+ 05

+ 06

+ 00

Record Type

+ 00

Data

+ 7F

+ 7E

+ 7C

+ 78

+ 70

+ 60

+ 40

Sum

2 3

Checksum

100 – 80=80 100 – 80=80 100 – 7F = 81 100 – 7C = 84 100 – 75 = 8B 100 – 66 = 9A 100 – 47 = B9 100 – 01 = FF

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Åpne Notepad og skriv inn innholdet i tabellen under. OBS! Det skal ikke være mellomrom mellom tegnene. Innhold i EPROM Startcode

Bytecount

: : : : : : : :

01 01 01 01 01 01 01 00

Address MSB LSB 00 00 00 01 00 02 00 03 00 04 00 05 00 06 00 00

Type

Data

Checksum

00 00 00 00 00 00 00 01

7F 7E 7C 78 70 60 40

80 80 81 84 8B 9A B9 FF

□ Lagre fila som eprom-1.hex. □ Dobbeltklikk på U1. Fasit F-Eprom-1.hex :010000007F80 :010001007E80 :010002007C81 :010003007884 :01000400708B :01000500609A :0100060040B9 :01000001FF

□ Klikk på mappesymbolet til høyre for feltet Image File. □ Let fram fila eprom-1.hex som du lagret og dobbeltklikk på den. □ Lukk dialogboksen og start animasjonen. □ Sett CLOCK til AUTO og kontroller at displayet viser riktig.

www.labcenter.com

MINNEKRETSER Ø v in g 2 □ Åpne Eprom-2. Minnekretser

DP1 ADRESSETELLER

RESET SW-SPDT-MOM

PULLUP

MAN

R3 PULLDOWN MR1

CLOCK AUTO

SW-SPDT

U3:A 3

CLK

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

A0 A1 A2 A3

74LS393 BINÆRTELLER

KLOKKEGENERATOR 2 Hz MR1

U2:A

R1 PULLDOWN

7432

A0 A1 A2

1 2 13

Dette displayet inneholder dekoder. Skal denne kretsen koples opp, må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene. Se displayet til høyre.

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19 21 18 20

U4:A

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

DP2

9 10 11 13 14 15 16 17

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6

1 2 3 4 5 6 7 8

RX8

CE OE/VPP 2732 EPROM

12 74LS11

File: Eprom-2 Date: 25.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Telleren U2:A nullstilles fra ELLER-porten U3:A. □ Forklar.

□ Skriv et program som viser denne rekkefølgen på DP2:

8 (slukket)- 1 - 2 - 3 - A - b - C

Sekvensen skal starte med alle segment avslått.

Se neste side

PROTEUS SKOLESIDER

RN1

INNHOLD I EPROM 16 15 14 13 12 11 10 9

a b c d e f g FELLES ANODE

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Adresse

Displayvisning for de forskjellige adressene

Desimal Binær Hex

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

g e d

a b

b g c

010 0100

011 0000

000 1000

000 0011

100 0110

Data for de forskjellige adressene

Data

Adresse

Binær

111 1111 111 1001

Hex

□ Fyll ut resten av feltene i tabellen over. Beregning av Checksum Field Address

Byte count

Address (MS)

+ 00

Address (LS)

+ 00

+ 01

+ 02

+ 03

+ 04

+ 05

+ 06

Record Type

+ 00

Data

+ 7F

+ 79

+ 24

+ 30

+ 08

+ 03

+ 46

Sum

= 80

= 7B

= 27

= 34

= 0D

= 09

= 4D

2 3

Checksum

100 – 80 = 80 100 – 7B = 85 100 – 27 = D9 100 – 34 = CC 100 – 0D = F3 100 – 09 = F7 100 – 54 = B3

□ Fyll ut resten av feltene i tabellen over. Innhold i EPROM Start- Bytecode count : 01 : 01 : 01 : 01 : 01 01 : 01 : 00

Address 00 00 00 00 00 00 00 00

00 01 02 03 04 05 05 00

Type

Data

Checksum

00 00 00 00 00 00 00 01

7F 79 24 30 08 03 46

80 85 D9 CC F3 F7 B3 FF

□ Fyll ut resten av feltene i tabellen over. □ Lagre fila som Eprom-2.hex.

www.labcenter.com

MINNEKRETSER □ Dobbeltklikk på U1. □ Klikk på mappesymbolet til høyre for feltet Image File. □ Let fram fila Eprom-2.hex som du lagret og dobbeltklikk på den. □ Lukk dialogboksen og start animasjonen. □ Sett CLOCK til AUTO og kontroller at displayet viser riktig. Ø v in g 3 □ Åpne Eprom-3. Minnekretser

R6 PULLUP

DP1 Dette displayet inneholder dekoder. Skal denne kretsen koples opp, må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene.

MAN

SW-SPDT-MOM

RESET AUTO

CLOCK 1 SW-SPDT

U2:A CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

74LS393 BINÆRTELLER

PULLDOWN

3 4 5 6

8 7 6 5 4 3 2 1 23 22 19 21 18 20

U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

9 10 11 13 14 15 16 17

1 2 3 4 5 6 7 8

RN1

16 15 14 13 12 11 10 9

150

2732 EPROM

File: Eprom-3 Date: 25.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Se neste side . . .

PROTEUS SKOLESIDER

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

LED-BARGRAPH-RED

CE OE/VPP

□ I denne øvingen skal du programmere epromen slik at BARGRAPH-displayet fungerer som løpelys.

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER Løpelys Adresse (16)

Bargraph

Adresse (16)

Bargraph

Adresse (16)

Bargraph

Adresse (16)

Bargraph

□ Fyll ut tabellen under. Program for løpelys Start- Bytecode count

Address

Type

Data

Checksum

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 00

□ Skriv programmet og lagre som eprom-3.hex. □ Start animasjonen og test.

www.labcenter.com

Operasjonsforsterkeren Operasjonsforsterkeren

24 s

Mars 2021

Utført av

Kort repetisjon av operasjonsforsterkeren

Dato Godkjent av

Operasjonsforsterkeren er en lineær forsterker med to innganger og en utgang. Den har høy inngangsimpedans, høy spenningsforsterkning og lav utgangsimpedans. Figuren viser «opampen» i inverterende kopling: Summing Point

Rinn Uinn

URinn

URF

IF Iinn Ii ≅ 0

Uut

OPAMP

Operasjonsforsterkeren i INVERTERENDE kopling

Impedansen mellom de to inngangen er meget høy, slik at det ikke går nevneverdig strøm mellom dem. Når det ikke går strøm, blir det heller ikke spenningsfall. I inverterende kopling ligger derfor potensialet på den inverterende inngangen (Summing Point) på tilnærmet null volt (virtual ground) når den ikke-inverterende inngangen er jordet. Hvis Uinn er positiv vil det gå en strøm mot den inverterende inngangen, Iinn. Siden det ikke går nevneverdig strøm inn i den inverterende inngangen, vil Iinn være lik IF, men IF går ut fra Summing Point. Utgangsspenningen Uut vil være RF IF. Spenningsfallet URFover RF vil være rettet fra utgangen mot «virtual ground», motsatt rettet av URinn. Minustegnet på høyre side av likhetstegnet viser dette.

www.labcenter.com

Iinn + IF = 0 URinn = −URF FU =

Uut I ⋅R R =− F F =− F Uinn Iinn ⋅ Rinn Rinn

Uut = −

RF ⋅U Rinn inn

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Definisjoner i

u (V)

Ueff = Ut-b 5

–Um

Um 2 40 t (ms)

1 1 eller f = f T

t = tid f = frekvens T = periodetid u = øyeblikksverdi Um = positiv maksimalverdi amplitudeverdi refert til 0 V –Um = negativ maksimalverdi amplitudeverdi refert til 0 V Ueff = effektivverdi

Ueff = =

Um 2

Ut–b = 2 · Um

Åpne prosjekt □ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

Inverterende kopling □ Åpne Inverterende. Operasjonsforsterkeren - Inverterende kopling Uinn

Uut

SW2 C SW-SPST

SW1 SW-SPST

R3 100k

R2 10k

-15 Uinn 4 5

U1 R1

10k

Uut

3 7 1

LM741

+88.8 AC mV

+88.8 +15

AC mV

File: Ikke iverterende Date: 16.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Skjemaet over viser en Inverterende forsterker. I tilbakekoplingsgrenene er det to resistorer som hver er seriekoplet med en bryter.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN Signalgeneratoren er satt til 100 mVt-b og 400 Hz.

Beregninger □ Beregn spenninger (effektivverdi) og forsterkning og før inn i tabellen under. Generatorinnstillinger: Ut-b = 100 mV, f = 400 Hz SW1

SW2

Lukket

Åpen

Lukket

Uinn Beregnet

FU Beregnet

Uut Beregnet

Målinger □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet.

PLAY

STEP PAUSE

STOP

□ Plasser generator og skop slik at du får god oversikt over knapper og skjerm.

Klikk i overkant av instrumentet og hold museknappen inne mens du skyver instrumentet på plass. Se generator i bildet.

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Innstilling på generator

Innstilling på oscilloskop

□ Mål spenninger (effektivverdi) og forsterkning og før inn i tabellen under. SW1

SW2

Lukket

Åpen

Lukket

Uinn Målt

FU Målt (*1)

Uut Målt

(*1) Beregnet ut fra målt Uinn og Uut

□ Kommenter eventuelle avvik mellom beregnede og målte verdier.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN

Ikke-inverterende forsterker □ Åpne Ikkeinverterende. Operasjonsforsterkeren - Ikke inverterende kopling

SW2 SW-SPST Uinn

Uut

SW1 SW-SPST

Uut

Uinn

100k

10k

C -15 D

4 5

U1 Uinn 2 6

Uut

Uinn

Uut

7 1

10k LM741 AM

+88.8

AC mV

10k

+88.8 AC mV

+15

R1 File: Ikke iverterende Date: 17.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

To forskjellige tegnemåter

Skjemaet over viser en Ikke-inverterende forsterker. I tilbakekoplingsgrenene er det to resistorer som hver er seriekoplet med en bryter. Signalgeneratoren er satt til 100 mVt-b og 400 Hz.

Beregninger □ Beregn spenninger (effektivverdi) og forsterkning og før inn i tabellen under. Generatorinnstillinger: Ut-b = 100 mV, f = 400 Hz SW1

SW2

Lukket

Åpen

Lukket

Uinn Beregnet

FU Beregnet

FU =

Uut Beregnet

Uut Uinn

FU = 1+

Målinger □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Plasser generator og skop slik at du får god oversikt over knapper og skjerm. Innstilling på generator og oscilloskop □ Samme innstillinger som tidligere.

PROTEUS SKOLESIDER

PLAY

STEP PAUSE

STOP

R2 R1

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Mål spenninger og forsterkning og før inn i tabellen under. SW1

SW2

Lukket

Åpen

Lukket

Uinn Målt

FU Målt (*1)

(*1) Beregnet ut fra målt Uinn og Uut

Uut Målt

□ Kommenter eventuelle avvik mellom beregnede og målte verdier.

Spenningsfølger □ Åpne spenningsfølger. Operasjonsforsterkeren - Spenningsfølger

GENERATOR OSCILLOSKOP +

Uinn

Uut

C D +15

7 1

U1 LM741

Uinn

Uut

+88.8

4 5

AC Volts

+88.8 AC Volts

-15

FU =

File: Spenningsfølger Date: 16.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Uut Uinn

FU = 1+

Beregninger

R2 0 = 1+ = 1 R1 ∞

□ Beregn spenningen (effektivverdien) Uinn. Uinn beregnet = □ Beregn spenningen (effektivverdien) Uut. Uut beregnet =

På inngangen er en signalgenerator innstilt på 10 Vt-b og 1 kHz. AC-voltmetre er innkoplet på inn– og utgang. Et oscilloskop er tilkoplet både innog utgang på kretsen.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN □ Beregn periodetiden T T beregnet = □ Beregn spenningsforsterkningen FU FU beregnet = □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet.

PLAY

STEP PAUSE

STOP

□ Plasser generator og skop slik at du får god oversikt over knapper og skjerm. Innstilling på generator og oscilloskop

Klikk i overkant av instrumentet og hold museknappen inne mens du skyver instrumentet på plass. Se oscilloskopet i bildet.

Målinger □ Les av instrumentene: Uinn målt = Uut målt = FU avlest =

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER Periodetiden T målt =

□ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

Summerende forsterker □ Åpne summerende-1. RF

Operasjonsforsterkeren - Summerende - 1

RV1 100 +88.8 Volts

100k

IF Ii ≅ 0

Uut

OPAMP

UINN 1 -15

Summing Point 4 5

U1 R2 100k

100

B1 5V

+88.8 Volts

UINN 2

2 6 3

Potensialet i Summing Point = 0.

7 1

RV2

LM741 +88.8 Volts

UUT

+15

File: Summerende-1 Date: 17.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Figuren viser en summerende forsterker med to innganger. Batterispenningen B1 = 5 V. Potensiometrene RV1 og RV2 skal stå i midtstilling (50 %). □ Beregn spenningene på potensiometrenes midtuttak.

I1 =

U1 R1

I2 =

U2 R2

IF =

Uut RF

I = IF Uut = −(

RF R ⋅ U1 + F ⋅ U2 ) R1 R2

UINN1 = UINN2 =

□ Skriv formelen for spenningen på operasjonsforsterkerens utgang. Uut =

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN

□ Beregn spenningen på operasjonsforsterkerens utgang. Uut = □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. □ Kontrollér beregningene dine. Stemmer de? Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte verdier.

□ Åpne summerende-2. Operasjonsforsterkeren - Summerende - 2

50%

RV1 B1

100

+88.8 Volts

100k

200k

UINN 1

-15

U1 4 5

RV2 50%

R2 100k

100

6 3 LM741

+88.8 Volts

UINN 2

7 1

B2 10V

+88.8 Volts

UUT

+15

File: Summerende-2 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Figuren viser en summerende forsterker med to innganger. Batterispenningene B1 = 5 V, B2 = 10 V. Potensiometrene RV1 og RV2 skal stå i midtstilling (50 %). □ Beregn spenningene på potensiometrenes midtuttak. UINN1 = UINN2 =

PROTEUS SKOLESIDER

PLAY

STEP PAUSE

STOP

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Operasjonsforsterkeren - Su □ Justér RV1 slik at skyveren står på topp (klikk på pil opp). RV2 skal stå i midtstilling.

RV1 100%

□ Les av spenningene på inngangene.

100k

100

+88.8 Volts

URV1 =

UINN 1

URV2 = □ Beregn spenningen på operasjonsforsterkerens utgang.

50%

Uut =

RV2 B2 10V

100k 100 +88.8 Volts

UINN 2

□ Les av spenningene på utgangen. UINN1 = □ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte verdier.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN □ Åpne summerende-3. Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3 +

50%

RV1

+88.8 AC Volts

100k

200k

UINN1

-15

U1 4 5

RV2

50%

100k

C 1k

2 6

UUT

3 LM741

+88.8

UINN2

7 1

+88.8

AC Volts

UUT

AC Volts

+15

File: Summerende-3 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Figuren viser en ny variant av summerende forsterker, denne gangen med vekselspenning inn på inngangspotensiometrene. DC-voltmetrene er byttet ut med AC-voltmetre. Disse måler effektivverdien av en sinusspenning. Signalgeneratorens innstillinger er: ut-b = 1.4 V f = 1.0 kHz □ Hva blir generatorspenningens amplitudeverdi? û = □ Hva blir generatorspenningens effektivverdi? U = Potensiometrene skal stå i midtstilling. □ Regn ut spenningen (effektivverdi) på voltmetrene? UINN1 = UINN2 =

PROTEUS SKOLESIDER

UUT

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3 Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3 RV1

□ Beregn spenningen på operasjonsforsterkerens utgang. +

RV1

1k AM

50%

UUT = 100k -

R3 R1

200k 100k

200k

+0.25

□ UINN1 Beregn spenningen på +0.25 operasjonsforsterkerens utgang når UINN1 AC Volts skyveren på begge potmetrene er justert helt opp?

AC Volts

UUT =

-15

Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3 U1

U1 □ StartARV1 animasjonen. Kontrollér alle svarene dine. Kommentér RV2 R2 R1 R3 2 eventuelle avvik mellom målte beregnede verdier. R2og B 2 6 100k C1k

100k

+0.25

AC Volts

UINN1

+0.25 AC Volts

UUT

3 LM741

7 1

+0.25

D UINN2

UUT 200k

100k LM741

UINN2

+0.99

UUT

7 1

50%

4 5

RV2

4 5

-15

+0.99

AC Volts

UUT

AC Volts

+15 +15

□ Endre signalgeneratorens ut-b til 3.0 2V. R2 50%

File: Summerende-3 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

RV2

100k

C 1k

File: Summerende-3 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

4 5

-15

UUT

3 LM741

+0.25

UINN2

7 1

+0.99

AC Volts

UUT

AC Volts

+15

□ Les av utgangsspenningen File: Summerende-3 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

UUT = □ Kontrollér ved beregning. UUT =

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN □ Åpne summerende-3c. Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3c UINN1 UINN1 AMP=1 OFFSET=0 FREQ=1k PHASE=0 THETA=0

100k

UINN1

UINN2

B C

+88.8

UINN1

AC Volts

UUT

-15 UINN2

U1 4 5

UINN2 AMP=1 OFFSET=0 FREQ=1k PHASE=0 THETA=0

R2 100k

2 6

UUT

3 LM741 7 1

UINN2

+88.8

UUT

+88.8

AC Volts

+15

Begge generatorene har samme innstilling

File: Summerende-3c Date: 22.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3c Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3c UINN1

UINN1

Amplitudeverdien u er satt til 1 V, frekvensen f = 1 kHz. R3 UINN1 R1

UINN1 AMP=1 OFFSET=0 FREQ=1k PHASE=0 THETA=0

AMP=1 OFFSET=0 100k FREQ=1k PHASE=0 THETA=0 +707

□ Beregn følgende effektivverdier: UINN1 UINN1 =AC mV UINN2 =

UUT =

100k

UINN1

A UINN1

100k UINN2

B UINN2

C +707

UINN1

AC mV

UUT

C UUT

-15

-15 Operasjonsforsterkeren - Summerende - 3c

UINN2 UINN1

UINN2

4 5

U1 □ Start UINN2 simulering og kontrollér de beregnede verdiene. Legg UINN1 R2 UINN2 R1 R3 AMP=1 2 R2 AMP=1 merke til kurvene AMP=1på oscilloskopet. 2 UINN1 OFFSET=0 6

AC mV

UINN1

100k 100k

LM741

UUT 6 UINN2 LM741

+707

UINN2

UUT

+1.41

AC mV

UUT

AC Volts

+15

A UUT B C

7 1

OFFSET=0 100k100k FREQ=1k PHASE=0 THETA=0 +707 UINN2 +707 AC mV

7 1

OFFSET=0 FREQ=1k FREQ=1k PHASE=0 PHASE=0 THETA=0 THETA=0

+1.41 AC Volts

UUT D

+15

Kommentér eventuelle avvik: -15 UINN2

File: Summerende-3c Date: 22.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

4 5 UINN2 AMP=1 OFFSET=0 FREQ=1k PHASE=0 THETA=0

R2 100k

2 6

UUT

□ Stopp simulering, dobbeltklikk på generator UINN2 og editér +707 UINN2 som vist. AC +1.41 mV UUT 7 1

LM741

AC Volts

og sjekk kurvene på □ Start simulering, les av instrumentene +15 oscilloskopet

File: Summerende-3c Date: 22.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

File: Summerende-3c Date: 22.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

-15

-15 Operasjonsforsterkeren Summerende - 3c EKSEMPLER, OPPGAVER OG- ØVINGER UINN2 UINN1

R3 □ Kommenter måleresultater R2 og kurver. 6

AC mV

UINN1

100k 100k LM741

2 3

+707

UINN1 UUT 6 UINN2

UUT B

LM741

7 1

UINN2 AMP=1 100k 100k OFFSET=0 FREQ=1k PHASE=180 +707 UINN2 THETA=0 +707 AC mV

4 5

R2 R1

U1 4 5

UINN2 UINN2 UINN1 AMP=1 AMP=1 OFFSET=0 OFFSET=0 FREQ=1k FREQ=1k PHASE=180 PHASE=0 THETA=0 THETA=0

+0.01

UINN2

UUT

AC Volts

AC mV

UUT

7 1

+0.01

D UUT

AC Volts

+15 +15

summerende-3d

-15

UINN2

File: Summerende-3c Date: 23.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

4 5 UINN2 AMP=1 OFFSET=0 FREQ=1k PHASE=180 THETA=0

R2 100k

2 6

UUT

File: Summerende-3c Date: 23.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

+707

UINN2

7 1

LM741 +0.01

AC mV

UUT

AC Volts

+15

I eksemplet over blir signalet UINN2 fasevendt 180 ° (invertert). Voltmeteret UINN2 viser det samme som før, men voltmeteret på utgangen og oscilloskopet viser endring. File: Summerende-3c □ Hva er endret?

Date: 23.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Støyreduksjon Vi har sett at om vi summerer to signaler som er fasevendt (motsatt rettet) blir resultatet null på utgangen. Dette prinsippet brukes i hodetelefoner med støyreduksjon. En mikrofon fanger opp omgivelsesstøy. Signalet fra mikrofonen inverteres og summeres med lydkilden. Resultatet høres ut som en «ren» lydkilde, men er i virkeligheten sammensatt av tre signaler:

Mikrofon

• Den originale lyden • Omgivelsesstøyen • Den inverterte omgivelsesstøyen Eksemplet som følger viser et eksempel på denne metoden å redusere støy.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN

□ Åpne noise. Operasjonsforsterkeren - Støyreduksjon

1 U_sound AMP=5 OFFSET=0 FREQ=400 PHASE=0 THETA=0 U_noise FREQ=150 PW=50% TD=0 TF=1m TR=7m V1=0 V2=2

U_sound

R4 Uut

10k

15k

U_noise

SW2

10k

2. Støysignal

3. Inverterer støysignal

LS1

4. SW1 kopler inn invertert støysignal

LYD UT

SW1

OPAMP SPEAKER

5. Summerende forsterker

STØYREDUKSJON 10k

6. SW2 kopler til høyttaler (Har du lydkort kan du høre signalene, forvregnt når SW1 er åpen og støyredusert med SW1 lukket)

U_noise_invert

R6 U_noise

10k

U_sound

U_noise

U_noise_invert

Uut

1. Audiosignal inn (sinus)

U_noise_invert OPAMP

File: noise.pdsprj Date: 21.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Start simulering. □ SW1 og SW2 skal være åpne (venstre skopbilde). Uten støyreduksjon

Med støyreduksjon

□ Lukk SW1 for å kople inn støyreduksjon (høyre skopbilde). □ Legg inn SW2 for å høre lyd (krever lydkort).

PROTEUS SKOLESIDER

A B C D

Lydsignal Støysignal Invertert støysignal Utsignal

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Clipping □ Åpne fila clipping og start animasjonen.

Operasjonsforsterkeren - Clipping SW1

-18

Figuren viser maksimalt spenningssving for forskjellige forsyningsspenninger.

V-15 +

Uinn

+18 V+ SW-DPDT

Uinn

Uut

100k

V-

Uinn 4 5

Uut

+88.8 AC mV

7 1

AD711

UINN

+88.8 AC Volts

UUT

OUTPUT VO LTAGE SWING – Volts

+V OUT

+15

10 R L = 2k 5 –V OUT 0

V+

File: Summerende-5 Date: 20.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Plasser generator og skop slik at du får god oversikt over knapper og skjerm.

5 10 SUPPLY VO LTAGE –

15 Volts

Ved 15 V forsyningsspenning kan spenningssvinget ligge på ca. 13 –14 V DC eller amplitudeverdi på et sinussignal. Det betyr maksimalt 28 Vt–b.

□ Beregn kretsens forsterkning. Fu = □ Beregn maksimal spenning (effektivverdi) på utsignalet Uut. Uut= □ Justér Level-knappen på generatoren til topp og bunn på utsignalet på oscilloskopet så vidt «flater ut».

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN □ Les av på voltmeteret på utgangen. □ Stemmer det med dine beregninger? □ Klikk på SW1 slik at forsyningsspenningen blir ±18 V og følg med på oscilloskopet. □ Hva skjer? □ Åpne fila clipping_DC og start animasjonen. Operasjonsforsterkeren - Clipping DC SW1

-18

V-15 +18 V+ +15

SW-DPDT +2 V

R5 RV1

10k V-

52%

4 5

1k 100

Uut

3 7 1

AD711 +88.8 Volts

+88.8 Volts V+

File: Summerende-5 Date: 20.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Justér potmeteret trinnvis oppover til spenningen på voltmeteret på utgangen ikke lenger øker. □ Endre forsyningsspenningen til ±18 V og følg med voltmeteret på utgangen. □ Forklar hva som skjer.

PROTEUS SKOLESIDER

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Summerende forsterker med veide innganger □ Åpne fila summerende-4 og start animasjonen. Operasjonsforsterkeren - Veide resistorer

R3 10k

R2 20k

-15

R1 U1 4 5

40k 2

6 3 LM741 7 1

+88.8 Volts

UUT

+15

File: Summerende-4 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Kople inn bryterne A–D etter tabellen til høyre.

Binært inn

Analog ut

□ Notér spenningen på voltmeteret UUT i samme tabell for hver innstilling av bryterene A–D.

□ Kan du ut fra måleresultatene bestemme hvilken vekt (i det binære tallsystemet) de ulike inngangene har?

Inngang A =

UUT (V)

Inngang B = Inngang C = Inngang D =

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN □ Kombiner inngangene som vist i tabellen til høyre og notér utgangsspenningen UUT for hver kombinasjon.

Binært inn

Analog ut

DEC.

Vi har i denne øvelsen brukt en summerende forsterker som omformer. Hva kalles denne omformeren?

Binære innganger

1111

1110

1101

1100

1011

1010

1001

1000

0111

0110

0101

0100

0011

0010

0001

0000

□ Skissér utspenningen UUT som funksjon av inngangssignalene i figuren under.

0 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 Uut (V)

På figuren under ser du at bryterarrangementet fra forrige bilde er byttet ut med en 4-bits binærteller. Telleren kan kjøres manuelt eller fra en klokkegenerator, og den kan resettes. Operasjonsforsterkeren - Veide resistorer

RESET

40k

CLK

SW1

U2:A 1

0 2

MANUELL

CLK MR

R3 Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

20k

R2 10k

74HC393

-15

R6 PULLDOWN

Uut

1 kHz

4 5

6 3 CLK

Uut

AD711 7 1

+88.8 Volts

C D

+15

File: Summerende-5 Date: 18.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

UUT

UUT (V)

EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Åpne summerende-5 □ Start simulering. □ Plasser skop slik at du får god oversikt over knapper og skjerm. □ Sett venderen SW1 slik at du kan klokke generatoren manuelt. □ Start simulering, reset telleren og klokk telleren U2:A fra 02–11112 og sjekk at du får de samme spenningene ut nå som i forrige øving. □ Sett venderen SW1 slik at du har 1 kHz klokkepulser. □ Stemmer skopbildet med det du skisserte?

□ Stopp animasjonen. □ Beregn verdien på R5 for at det binære tallet 0011 skal gi 3 V på utgangen av opampen, altså hvert trinn gir 1.0 V. R5 = □ Dobbeltklikk på R5 og gi den den verdien du har beregnet. □ summerende-6

□ Lukk boksen og start simulering. □ Sett venderen SW1 til manuell klokke og start animasjonen.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN □ Klokk fra 0 til 11112 og før verdien på voltmeteret i tabellen til høyre. □ Studer opampens utgangskarakteristikken nedenfor og forklar hvorfor du ikke får «full spenning» på utgangen.

OUTPUT VO LTAGE SWING – Volts

+V OUT

10 R L = 2k 5 –V OUT 0

5 10 SUPPLY VO LTAGE –

15 Volts

Binært inn D

□ Stopp animasjonen og dobbeltklikk på «power-pinnen» +15V og endre til +18V. □ Endre også «power-pinnen» –15V til –18V. □ Start animasjonen og klokk fra 0 til 11112 og observér verdiene på voltmeteret. □ Stemmer de nå? Forklar.

PROTEUS SKOLESIDER

Analog ut

DEC.

□ summerende-7

UUT (V)

100 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Summerende forsterker med R/2Rnettverk The R/2R Ladder D/A Converter En annen metode av D/A-konvertering ser du på figuren under. □ R2R-1

R/2R D/A Converter +5V

RV1 D0

10k

80%

10k

-15V

4 5

U2 R4

10k

AD711

2 6

Uut

3 7 1

-1.00 Volts +15V

File: R2R-1 Date: 25.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Her unngår vi problematikken med mange resistorverdier med lav toleranse. R/2R-nettverket bruker bare to resistorverdier. Slike nettverk får vi i integrerte pakker, noe som også gjør konstruksjonen enkel. Resistorene R1, R3, R5 og R7 er koplet til et bryterarrangement som kan legge disse resistorene til høyt eller lavt nivå (0 V og +5V). RV1 er justert slik at hvert trinn gir 0,5 V, altså 7,5 V for 11112.

www.labcenter.com

OPERASJONSFORSTERKEREN 101 Kopler vi inngangene D0-D3 til en 4-bits teller og kopler et oscilloskop på utgangen vil vi se at vi får det samme mønsteret som da vi målte på D/A-konverteren med veide resistorer. □ R2R-2

R/2R D/A Converter CLK

U1:A

1 kHz

CLK

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

Uut

D0 D1 D2 D3

B C D

74LS393

RV1 D3

10k 80%

10k

-15V

4 5

U2 R4

10k

AD711

2 6

Uut

3 7 1

+88.8 Volts +15V

File: R2R-2 Date: 25.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

Integrerte spenningsregulatorer Positive «faste» spenningsregulatorer – 78XX Dette er en serie trepins positive spenningsregulatorer som leveres i flere varianter. De finnes i flere spenningsutgaver (XX): 5 V, 6 V, 8 V, 8,5 V 10 V, 12 V, 15 V, 18 V og 24 V. Det finnes mange varianter og mange fabrikanter så sjekk databoka nøye før du bestiller. Noen regulatorer kan levere «bare» 100 mA, andre opp til 1,5 A. U1 7812 1 UINN CINN 330 nF

UUT

CUT 100 nF

Positiv spenningsregulator 7812

Negative «faste» spenningsregulatorer – 79XX Dette er en serie trepins negative spenningsregulatorer som i likhet med 78XX-serien leveres i flere varianter. U2 7912 2 UINN CINN 2 µF

UUT

GND 3

CUT1 1 µF

CUT2 100 nF

Negativ spenningsregulator 7912

I databladene for µA7812C og µA7912C finner vi: tgangsstrøm opp til 1,5 A • U I • ngen eksterne komponenter • I ntern termisk overlastbeskyttelse åler høy effekt • T • I nternt kortslutningssikret www.labcenter.com

12 s

Mars 2021

Utført av Dato Godkjent av

GND 2

Integrerte spenningsregulatorer

104 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Integrerte spenningsregulatorer i praktisk bruk Stabilisering Montering og bruk av trepins regulatorer går som regel greit, men du bør merke deg noen forholdsregler. Positive regulatorer er bygd opp med et NPN emitterfølgertrinn. De negative regulatorene er bygd opp med NPN felles emit terkopling med lasten koplet til kollektoren. Grunnen til at de negative regulatorene er bygd opp med en NPN-transistor, er at det er vanskeligere (les dyrere) å produsere en PNP serieregulator. De negative regulatorene er ikke så stabile som de positive, så vi må kople kondensatorer mellom inngang og jord og utgang og jord. Fabrikantene sier at det ikke er nødvendig å avkople inngangen på de positive regulatorene hvis glattekondensatoren i strømforsyningen er nær regulatoren (< 5 cm). Det er for øvrig god praksis å avkople forsyningsspenningen til jord på alle aktive komponenter. På figurene ser du de anbefalte kondensatorverdiene på inngangene og utgangene av regulatorene. Kondensatorene CUT på figurene forbedrer regulatorenes evne til å reagere på raske endringer i belastningsstrømmen (eng.: transientresponse). Disse kondensatorene bør ha gode høyfrekvens egenskaper. Egnede typer er keramiske skivekondensatorer, filmkondensatorer og tantalkondensatorer. D1 U1 1N4001 7815 3 1 UINN UUT

+ INN C1 330 nF

GND 2

+15 V C2 100 nF

D2 1N4001

Positiv spenningsregulator 7815 med avkopling og beskyttelsesdioder

www.labcenter.com

INTEGRERTE SPENNINGSREGULATORER 105 D3 U2 7915 1N4001 2 UUT UINN

– INN C3 2 µF

GND 3

–15 V C4 1 µF

C5 100 nF

D4 1N4001

Negativ spenningsregulator 7915 med avkopling og beskyttelsesdioder

Beskyttelse Dersom du skal bygge en dobbel strømforsyning med både en positiv og en negativ regulator, bør beskyttelsesdiodene D2 og D4 (se figurene foran) være inkludert. De hindrer at regulatorene «låser seg» hvis lasten fører til høyere spenning på utgangen enn det regulatorene er dimensjonert for. Diodene bør tåle minst det halve av laststrømmen. Diodene D1 og D3 beskytter regulatorene hvis inngangene skulle kortsluttes til jord. Regulatorene tåler ikke revers spenning. Disse diodene kortslutter en eventuell revers spenning.

Positive og negative «variable» spenningsregulatorer – X17 og X37 317 er positive justerbare spenningsregulatorer. 337 er negative justerbare spenningsregulatorer. De finnes i flere kapslinger. Som i 78- og 79-serien finnes det mange varianter, så studer databoka nøye før du bestiller. Disse regulatorene inneholder strømbegrenser og termisk beskyttelse. Utgangsspenningen kan reguleres ved hjelp av to resistorer eller en resistor og et potensiometer. Regulatorene er «flytende», det vil si de har ingen GND-terminal. Spenningen mellom utgang og justeringsterminal er 1,25 V.

PROTEUS SKOLESIDER

106 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Positiv variabel regulator LM317 DI U1 1N4002 LM317 3 UUT UINN CI 100 nF

ADJ 1

+ UT RI 270

C2 10 µF

D2 1N4002

+ INN

LM317T Electrical Characteristics

C3 10 µF

R2 5k

Reference Voltage 3 V < (VIN – VOUT) < 40 V, 10 mA £ IOUT £ IMAX, P £ PMAX

1,25 V

Adjustment Pin Current

50 µA

Minimum Load Current (VIN – VOUT) = 40 V

3,5 mA

Current Limit (VIN – VOUT) < 15 V (VIN – VOUT) = 40 V

2,2 A 0,2 A

Ripple Rejection Ratio VOUT = 10 V, f = 120 Hz, CADJ = 0 µF CADJ = 10 µF

65 dB 80 dB

U UT = 1,25 (1 +

Justerbar positiv spenningsregulator med beskyttelsesdioder

R2 ) R1

Stabilisering og beskyttelse Fabrikantene opplyser at det ikke er nødvendig med stabiliserende kondensatorer hvis regulatoren er nær filterkondensatoren etter likeretteren. Likevel anbefales både stabiliseringskondensatorer og beskyttelsesdioder. Kondensatoren C1 plasseres nær regulatoren. Den børe være av typen keramisk skivekondensator. Solid Tantal-kondensator kan også brukes, men verdien øker da til 1 µF. Dioden D1 beskytter regulatoren hvis inngangen skulle kortsluttes mot jord. Kondensatoren C2 mellom justeringsterminalen og jord forbedrer regulatorenes evne til å undertrykke (dempe) rippelspenning på inngangene. Dioden D2 beskytter mot utlading av C2. Kondensatoren C3 skal hindre regulatoren i å oscillere. I tillegg forbedrer den regulatorenes evne til å reagere på raske endringer i belastningen. Er denne kondensatorene mindre enn 25 µF, kan en sløyfe dioden mellom inngang og utgang på regulatoren. Regulatoren har innebygd en «liten» diode.

www.labcenter.com

INTEGRERTE SPENNINGSREGULATORER 107

Negativ variabel regulator LM337 D3

UUT = 1,25 (1 +

ADJ C4 1 100 nF

– UT R3 270

C5 10 µF

D4 1N4002

– INN

U2 1N4002 LM337 3 UINN UUT

C6 10 µF

R4 5k

Justerbar negativ spenningsregulator med beskyttelsesdioder. Merk polaritet på dioder og kondensatorer

Stabilisering og beskyttelse Kondensatoren C4 plasseres nær regulatoren. Den børe være av typen keramisk skivekondensator. Solid Tantal-kondensator kan også brukes, men verdien øker da til 1 µF. Dioden D3 beskytter regulatoren hvis inngangen skulle kortsluttes mot jord. Kondensatoren C5 mellom justeringsterminalen og jord forbedrer regulatorenes evne til å undertrykke (dempe) rippelspenning på inngangene. Dioden D4 beskytter mot utlading av C5. Kondensatoren C6 skal hindre regulatoren i å oscillere. I tillegg forbedrer den regulatorenes evne til å reagere på raske endringer i belastningen. Er denne kondensatorene mindre enn 25 µF, kan en sløyfe dioden mellom inngang og utgang på regulatoren. Regulatoren har innebygd en «liten» diode.

PROTEUS SKOLESIDER

R4 ) R3

108 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Spenningsregulatoren – 317 brukt som strømbegrenser UINN

UI LM317 3 UINN

UUT

ADJ

Imaks. =

IUT

1,25 A R1

Positiv speningsregulator som strømbegrenser

Definisjoner Dropout voltage Uinn – Uut Nødvendig spenning på inngangen for at regulatoren skal ”holde” nominell verdi.

Power Supply Rippel Rejection PSSR = 20 log

Rippelinn (dB) Rippelut

Regulatorens evne til å dempe rippelspenningen på inngangen.

Måling på 7812 Integrerte spenningsregulatorer

Dropout voltage

□ Juster potensiometeret RV1 til spenningen på regulatorens utgang UUT begynner [ minke.

+88.8 mA

GND

RV1

1R 100%

□ Start animeringen (trykk på PLAYknappen i nedre venstre hjørne) eller trykk på w.

7812 +20 V

RL 100

UINN

330nF

10uF

60%

□ Åpne fila drop_7812

UUT +88.8 Volts

+88.8 Volts

□ Les av voltmeteret på regulatorens inngang UINN. Uinn =

File: drop_7812.pdsprj Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

INTEGRERTE SPENNINGSREGULATORER 109

□ Beregn dropoutspenningen. Udropout = Uinn – Uut = □ Finn databladet for regulatoren. □ Kommenter eventuelt avvik mellom beregnet dropout med det som st[r databladet.

Power Supply Rippel Rejection □ Åpne fila rippel_7812. □ Start animasjonen. □ Begge kanalene vi bruker skal ha inngangsvelgeren i stilling AC. □ Slå på cursors på skopet. □ Beveg musepekeren til toppen av den ene kurven og klem inn venstre museknapp. Hold den inne og beveg musekursoren til bunnen av kurven og slipp museknappen.

For å fjerne en kursor: Høyreklikk på på den kursoren du vil fjerne og velg Delete Cursor. For å fjerne flere kursorer: Høyreklikk i skopbildet og velg Clear All Cursors.

□ Les av rippelspenningen. Urippel inn = 4,40 mV

PROTEUS SKOLESIDER

110 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER □ Gjenta for den andre kanalen. Urippel ut = 5,03 V

□ Beregn rippeldempingsfaktoren. PSRR = 61,16 dB □ Kommenter eventuelt avvik med databladet.

Måling på 317 Dropout voltage

Integrerte spenningsregulatorer

□ Åpne fila drop_317 □ Start animeringen.

U1 LM317T +20 V

RV1

+88.8 mA

R1 220

100n

RL SW2

SW-SPST

10uF

60%

100

UINN

UUT +88.8 Volts

RV2 2k

+88.8 Volts

□ Les av voltmeteret på regulatorens inngang UINN.

100%

□ Juster potensiometeret RV1 til spenningen på regulatorens utgang UUT er 11,9 V.

VI ADJ

C2 10uF

Uinn = □ Beregn dropoutspenningen.

File: drop_317.pdsprj Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Udropout = Uinn – Uut = □ Kommenter eventuelt avvik med databladet.

www.labcenter.com

INTEGRERTE SPENNINGSREGULATORER 111

Power Supply Rippel Rejection □ Åpne fila rippel_317 □ Start animasjonen. □ Begge kanalene vi bruker skal ha inngangsvelgeren i stilling AC, bryter SW2 skal være åpen.

□ Slå på cursors på skopet. □ Beveg musepekeren til toppen av kurven og klem inn venstre museknapp. Hold den inne og beveg musekursoren til bunnen av kurven og slipp museknappen. □ Les av rippelspenningene. Urippel inn = Urippel ut =

□ Beregn rippeldempingsfaktoren. PSRR = □ Kommenter eventuelt avvik med databladet.

PROTEUS SKOLESIDER

112 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER □ Lukk bryteren SW2. □ Les av rippelspenningene.

Urippel inn = Urippel ut =

□ Beregn rippeldempingsfaktoren. PSRR = □ Kommenter eventuelt avvik med databladet.

www.labcenter.com

INTEGRERTE SPENNINGSREGULATORER 113

Spenningsregulatoren – 317 □ Åpne fila 317 Skjemaet viser en kraftforsyning med spenningsreulatoren LM317T. Integrerte spenningsregulatorer A

TR1

SW1

1N4007

SW-SPST

+88.8

+88.8 Volts

AC Volts

AMP=325V FREQ=50Hz

C1 TRAN-2P2S

1N4007

680uF

U1 LM317T 3

+88.8 mA

ADJ

220

100n

DIPSW_4

10uF

76%

UUT +88.8 Volts

8 7 6 5

OFF

1 2 3 4

100

DSW1

657

1540

1890

2430

File: 317.pdsprj Date: 25.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Med DSW1 kan du variere utspenningen ved å legge inn resistorene R2, R3, R4 og R5. □ Beregn spenningen Uut for de fire stillingene på DSW1 og før resultatene inn i tabellen under i kolonnen Beregnet. □ Start animasjonen. □ Mål spenningen Uut for de fire stillingene på DSW1 og før resultatene inn i tabellen over i kolonnen Målt. □ Kommenter eventuelle avvik mellom beregnede og målte verdier.

PROTEUS SKOLESIDER

Innkoplet resistor R2 R3 R4 R5

Uut Beregnet

Målt

114 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Spenningsregulatoren – 317 brukt som strømbegrenser □ Åpne fila limit_317.

Integrerte spenningsregulatorer U1

TR1

1N4007

LM317T

ADJ

R1 220

Den øverste delen av skjemaet viser en kraftforsyning med LM317T.

100n

+88.8

Spenningen ut skal være justert til 18,0 V.

SW2

AC Volts

SW-SPST

Den nederste delen viser LM317T koplet som strømbegrenser.

C1 TRAN-2P2S

1N4007

680uF

41%

AMP=325V FREQ=50Hz

+88.8 Volts

RV2 C3 10uF

U2 IL

VIO

R2 R3

+88.8 Volts

1 SW1

SW-ROT-4

10uF

□ Før resultatene i tabellen under i kolonnen Beregnet.

2R5

RL 100 88%

+88.8 Volts

1R25

ADJ

□ Beregn spenninger og strømmer for de fire stillingene på SW1.

LM317T 3

+88.8 Amps

UUT +88.8 Volts

10R

□ Start animasjonen.

File: limit_317.pdsprj Date: 25.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Mål strøm og spenninger Uut for de fire stillingene på SW1 og før resultatene inn i tabellen over i kolonnen Målt. SW1

IL Beregnet

VIO Målt

Beregnet

VO Målt

Beregnet

UUT Målt

Beregnet

Målt

1 2 3 4

□ Kommenter eventuelle avvik mellom beregnede og målte verdier.

www.labcenter.com

Dioder Dioder

Simulering av silisiumdioden i lederetning

Utført av

□ Åpne fila dioden-1.

Godkjent av

Mars 2021

Dato

Dioden

ID1 Batterispenningen B1 er satt som variabel (X). Den varierer fra 0 - 1 volt. Strømproben ID1 måler strømmen gjennom dioden.

B1 X

D1 1N4148

File: dioden-1.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Simulering i graf av diodens karakteristikk i lederetning

□ Start simuleringen ved å trykke på mellomromtasten. □ Maksimer grafen (klikk med VM øverst i grafen). □ Minimer grafen ved å trykke på ESC-knappen.

Enveislikeretter

Dioden

Strømretning

I +88.8 AC mA

D1 DIODE

□ Åpne fila dioden-2. Legg merke til den røde prikken □ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre ellerDen viser på signalgeneratoren. hvilket nivå spenningen har. trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. Du vil se at kretsen leder strøm

0.05 Hz

100

bare når spenningen er positiv.

□ Følg med den røde prikken på generatoren og strømmen gjennom amperemeteret.

www.labcenter.com

PLAY

STEP PAUSE

STOP

File: dioden-2.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

116 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER □ Hvilken sammenheng er det mellom generatorspenningen og strømmen gjennom dioden?

Kurveform □ Åpne fila dioden-3. Dioden

□ Start animasjonen. □ Les av amplitudeverdien ÛG1 (generatorsignalet).

A B C

D DIODE

□ Du kan gjerne slå på Cursors og måle. ÛG1 = □ Les av amplitudeverdien ÛR1 (spenningen over R1). Justér evntuelt Y-Gain 2 slik at du får en god avlesning.

8 Vp-p 50 Hz

100

Den gule kurven på oscilloskopet er generatorspenningen. Den blå kurvever spenningen over resistoren R1.

ÛR1 =

File: dioden-3.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Du kan få fram flere perioder ved å justere på tidsaksen

□ Hvorfor er det forskjell i amplitude på de to signalene, og hvor stor er forskjellen?

www.labcenter.com

DIODER 117

Enveislikeretter med glattekondensator □ Åpne fila dioden-4.

Dioden

□ Start animasjonen.

□ Observer opp- og utladning av kondensatoren. □ Sammenlikne generatorspenningen med strømmen til og fra kondensatoren og bestem ved hvilken generatorspenning strømmen snur.

Legg merke til at kondensatoren "fylles" opp når generatorspenningen er positiv.

DIODE

Når generatorspenningen synker vil kondensatoren lades ut gjennom resistoren, _også_ i den negative halvperioden!

+88.8

10 V / 0,2 Hz

1000u

1000

Du kan se hvordan strømmene endrer seg ved å "steppe" generatoren manuelt. +88.8 Volts

AC Volts

File: dioden-4.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Kurveform for enveislikeretter med glattekondensator □ Åpne fila dioden-5.

Dioden

□ SW3 skal være åpen. □ Start animasjonen. □ Lukk SW3, observér og kommentér endring i kurveformen på oscilloskopets kanal B. □ Les av rippelspenningens amplitude for de fire kombinasjonene: uR1C1 = uR1C2 = uR2C1 = uR2C2 =

PROTEUS SKOLESIDER

A B

C DIODE D

SW3

SW1

SW-SPST

SW-SPDT

R1/R2

G1 2 V p-p 50Hz

SW2 SW-SPDT

C1/C2 C1

100u

10u

1000

100

Øverste kurve på oscilloskopet er generatorspenningen. Nederste kurve er spenningen over resistor/kondensator. SW1 velger mellom R1 og R2 SW2 velger mellom C1 og C2 SW3 kopler ut glattekondensatoren

File: dioden-5.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

118 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER □ Forklar hvorfor rippelspenningen uR1C2 er større enn uR1C1.

□ Bestem frekvensen til rippelspenningen ved først å måle periodetiden T.

1 1 eller f = f T

f =

Toveislikeretter (helbølgelikeretter)

Dioden

Strømretning

+88.8 mA

DIODE

□ Åpne fila dioden-6 og start animasjonen.

R1 100

□ Følg med på amperemeteret og strømretningene i de to halvperiodene. Tips: Du kan steppe generatoren.

D2 DIODE

Kommentér:

File: dioden-6.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Toveislikeretter (helbølgelikeretter)

Dioden AC-1

Kurveform

AC-1

AC-2

UR1

UR1 DIODE

SW1

□ Åpne fila dioden-7.

□ Start animasjonen ved å trykke på PLAY-knappen.

220u

R1 100

AC-1 og AC-2 viser spenningene ut fra generatorene referert til jord. UR1 viser spenningen over lasten R1. Klikk på bryteren SW1 for å observere kurveformen med glattekondensatoren innkoplet

□ Lukk bryteren SW1. □ Mål amplituden til rippelspenningen. D2

Ûrippel =

DIODE

AC-2 File: dioden-7.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

DIODER 119 □ Bestem frekvensen til rippelspenningen ved først å måle periodetiden T.

1 1 eller f = f T

f =

Dioden

Brolikeretter (Graetzbro)

AC+

D2 DIODE 4

Strømretning

AC+

D1 DIODE

□ Åpne fila dioden-8 og start animasjonen.

100

D2 2

□ Observer strømmene og bestem hvilke dioder som er åpne i den positive halvperioden av inngangssignalet og hvilke dioder som er åpne i den negative halvperioden.

R2 100

AC-

DIODE

AC-

Alternativ måte å kople en Graetzbro

Dette er det vanlige symbolet for Graetzbro

□ I den positive halvperioden er Diodene D( )

og D( ) er åpne

File: dioden-8.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ I den negative halvperioden er Diodene D( )

Dioden

og D( ) er åpne

Kurveform □ Åpne fila dioden-9.

DIODE

SW1

SW-SPST D

□ Start animasjonenved å trykke på PLAY-knappen.

C1 330u

R1 100

DIODE

Klikk på SW1 for å se glattekondensatorens innvirkning.

PROTEUS SKOLESIDER File: dioden-9.pdsprj Date: 26.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

120 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER □ Mål ÛR1.

ÛR1 = □ Lukk bryteren SW1.

□ Still DC/GND/AC-knappen til AC. Still oscilloskopets vertikale A-akse til 20 mV/Div. og mål amplituden til rippelspenningen. Ûrippel =

www.labcenter.com

Feilsøking på transistorforsterker Transistorer

På skjemaet under ser du en totrinns transistorforsterker. I det andre trinnet er det lagt inn sju feil som du kan aktivere én om gangen.

Mars 2021

Utført av Dato

Det første trinnet (innenfor den røde rammen) er uten feil, altså er C1, R1, R2, R3, R4 og Q1 uten feil. Likeså er generatoren UG1 og batteriet B1 uten feil.

Godkjent av

Terminalene A, B, C, D og E er koplet til DC-voltmetre og oscilloskopet er koplet til forsterkerens inngang og utgang. Oscilloskopet kan være «avslått» når du starter animasjonen, men kan hentes fram ved å klikke på nedtrekkmenyen Debug>VSM Oscilloscope.

Det kan være feil i forsterkeren selv om alle likespenningene er riktige. Da trenger du oscilloskopet for å bestemme feilen. Ved å klikke på TELLER-knappen legger du inn de sju feilene i tur og orden. Når displayet viser tallet null er forsterkeren uten Transistorer feil.

TELLER +V

B1 6V

56k

3k3

56k

CLK

RESET

3k3

RESET

E 1uF

FEIL NR.

10uF

NPN

Ube =

10uF

0,65 V

UG1

1k8

470uF

100k

Klikk på Debug > VSM Oscilloscope for få oscilloskopet synlig A

A B

E +88.8 Volts

+88.8 Volts

File: trans-0.pdsprj Date: 13.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no www.labcenter.com

18k

1k8

18k

5 mV amplitude 100Hz

122 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Beregning av likespenninger Du trenger ikke kjenne til transistorenes strømforsterkningsfaktor for å beregne likespenningene. Anta at spenningen mellom basis og emitter, Ube er ca. 0,65 V. Anta at basestrømmen er så liten at vi kan se bort fra den. Da kan du bruke Ohms Lov for å beregne de forskjellige likespenningspotensialene.

□ Beregn potensialene i punktene A, B, C, D og E referert til jord (0 V). Før inn i tabellen under. Målepunkt

Beregnet spenning (V)

Målt spenning (V)

4,8

1,45

4,8

0,8

TELLER R3

3k3

56k

RESET

Transistorer C2

E 10uF

NPN R5 B1 R1 R3 R7 56k 3k3 56k 3k3 10uF 6V 1. Les av voltmetrene i punktene A, B, C, D og E og før B

NPN

RESET

R2 18k Q1

1k8

18k

3. Angi i tabellen hvilken NPN komponent som er defekt, (eks. 10uF C2).

□ Klikk på «TELLER» slik at den avanserer opp et tall. UG1

□ Gjenta 1 - 2 - 3 tilR2 du har vært R4 gjennotm alle R6feilene (1 18k

1k8

18k

– R8 7). 1k8

+88.8 Volts

470uF

+88.8 Volts

470uF

FEIL NR. R9 100k

Klikk på Debug > VSM Oscilloscope

Det for erfåbare én feilsynlig i hver av de sju oscilloskopet tilfellene. Feilene kan være: UG

• Kortslutning basis-emitter • R9 Brudd i resistor

100k

C • BruddEi kondensator

D +88.8 • Kortslutning i kondensator Volts Klikk på Debug > VSM Oscilloscope for få oscilloskopet synlig UG

E +88.8 Volts

1k8

NPN

5 mV amplitude 100Hz

CLK

RESET

2. Sjekk forsterkning på oscilloskopet og notér i tabellen.10uF 5 mV 1uF amplitude 100Hz

FEIL NR.

TELLER

1uF

resultatene inn i rad 0 i tabellen.

CLK

RESET

3k3

56k

□ Resett telleren hvis C1 displayet ikke viserQ10.

UG1

Feil i komponent (X?)

Transistorer

A □ Åpne trans-0 og start animasjon. +V

Forsterkning?

Målt spenning (V)

MåltB1 spenning (V)

Feil nr.

Du kan åpne forspenning og se DC-målinger.

A B trans-0.pdsprj File: Date: 13.08.2018 By: C B. Picard www.pedtec.no D

www.labcenter.com

Effektforsterkere Utgangstrinn med enkel matespenning

Effektforsterkere 10 s

Mars 2021

Utført av Dato

□ Åpne fila effekt-1.

Godkjent av Effektforsterkere Uinn Uut

+12V

A B C

Q1 BD139

Uinn Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

SW1

10uF

330uF

Uut

SW-SPST

R2 R4

R3 330

Q2 BD140

File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz. Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).

Måle DC- strømmer, spenninger og effekt □ Klikk på PLAY-knappen eller trykk på animasjon.

PLAY

STEP PAUSE

w for å starte

STOP

□ Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på på

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

www.labcenter.com

100k

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

124 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

□ Klikk på transistoren Q1. □ Noter verdiene på strømmene og spenningene i tabellen under.

Slik måling er bare gyldig om det ikke skjer endringer, dvs. bare ved likestrøm.

Strømmer og spenninger uten tilført signal UC

VCE

VCB

VBE

Power

□ Hvorfor går det ingen kollektorstrøm i transistoren Q1?

□ Sett igang animasjonen igjen (trykk på PAUSE- eller PLAYknappen). □ Lukk bryteren SW1. □ Hvis oscilloskopet ikke vises, klikk i Debug-menyen og på VSM Oscilloscope.

□ Forklar hvorfor kurven på utgangen er mindre enn signalet på inngangen.

www.labcenter.com

EFFEKTFORSTERKER 125

□ Hvorfor har den ikke samme «fasong» som inngangssignalet?

□ Hva kalles den forvregningen vi har i utgangssignalet? □ Hvilken oppgave har kondensatoren C1? □ Hva kalles denne typen utgangsforsterker? □ Åpne fila effekt-2. Effektforsterkere Uinn Uut

+12V

A B C

330

Q1 BD139

Uinn Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

SW1

C2 Uut

SW-SPST 10uF

R4 100k

330uF

1N4148

D2 1N4148

330

Q2 BD140

R6 330

File: effekt-2.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

126 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Effektforsterkere

□ Hvor stor likespenning, referert til jord, forventer du å måle i punktet mellom emitterresistorene?

Uinn Uut

+12V

A B C

330

U =

Q1 BD139

□ Forklar hvorfor.

Uinn

SW1

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

U=?

SW-SPST 10uF

Effektforsterkere R4

□ Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz.

100k

1N4148

330

1N4148

□ Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).

Uut

330uF

Uinn Q2 BD140 Uut

+12V

A B C

□ Start animasjonen.

330

□ Pause animasjonen (klikk på PAUSE-knappen).

330

Q1 BD139

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet. □ Klikk på kondensatoren C2.

SW1

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

File: effekt-2.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Uinn

Uut

SW-SPST

□ Noter spenningen over kondensatoren.

10uF

UC2 =

100k

330uF

1N4148

D2 1N4148

330

Q2 BD140

Effektforsterkere

□ Hvilken oppgave har kondensatoren C2?

Uinn Uut

330

+12V

A B C

□ Klikk på transistoren Q1.

330

Q1 BD139

File: effekt-2.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Noter verdiene på strømmene, spenningene og effekten. Strømmer og spenninger uten tilført signal UC

VCE

Uinn

VCB

VBE

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

SW1 IB

ICC1

Power C2 Uut

SW-SPST 10uF

□ Beregn strømforsterkningsfaktoren for transistoren.

100k

330uF

1N4148

D2 1N4148

330

Q2 BD140

hFE = R6

□ Sjekk med databladet og kommentér.

330

File: effekt-2.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

EFFEKTFORSTERKER 127

PROTEUS SKOLESIDER

R5 330

128 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Q1 BD139

□ Lukk bryteren SW1.

Uinn Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

SW1

SW-SPST 10uF

R4 100k

1N4148

D2 1N4148

Q2 BD140

R6 330

□ Kommenter forandringen i utgangssignalet fra forrige oscilloskopmåling. □ Er signalet på utgangen «rent» nå? □ Hva kalles denne typen utgangsforsterker?

www.labcenter.com

EFFEKTFORSTERKER 129

Sammenlikning av de to forsterkerkoplingene □ Åpne effekt-2a. Her kan du veksle mellom de to foregående forsterkerkoplingene med bryteren SW2.

Effektforsterkere Effektforsterkere

Hvis du har lydkort, kan du høre forvregningen.

Uinn +12V Uut

Effektforsterkere

+12V B2

Uinn Uut

+12V

SW-SPST

330

BD139

Q1 B1

BD139

Uinn Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

Uinn Uut

SW2

SW1

Uinn

Uut

SW-SPST

D1 1N4148

R4 100k

D2 1N4148

SW1 Uinn

330uF Uinn

10uF

R2PEAK=2

R3 330

SW3 THETA=0 SW-SPST

SW-SPST PHASE=0

R1 10

C1 C2

C2 Uut

SW-SPST 10uF

FREQ=1k OFFSET=0 LS1

R4 100k

R1 10

PEAK=2

THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k Q2 OFFSET=0 BD140

Uinn C1 SW1

10uF330uF

330uF

1N4148

100k

R3 D2 330

SPEAKER

1N4148

330

R3 330

Q2 BD140

BD140 File: effekt-2a.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

R6 330

□ Start animasjon og veksle mellom de to koplingene med SW2. File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

PROTEUS SKOLESIDER

130 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

Utgangstrinn med dobbel matespenning □ Åpne fila effekt-3.

Effektforsterkere Uinn Uut

A B C D

+12V R5 Uinn Uinn

SW1

Q1 BD139

SW-SPST 10uF

PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

UE1

100k 820 +88.8 Volts

BC548BP

100n

Uut

RV1 2k

SW2 UE1

R2 10

SW-SPST

R3 100

820 +88.8 mV

Uut

Q2 BD140

R6 1k

-12V File: effekt-3.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ På figuren ser du at vi har erstattet de to diodene med transistoren Q3, resistorene R7 og R8 og potensiometeret RV1. □ Hva kalles dette forspenningsnettverket? □ Videre ser du at vi nå har dobbelt forsyningsspenning og at kondensatoren på utgangen er fjernet.

I teorien ser du ofte at midtuttaket på pot.-meteret er koplet til basis på Q3. Det er en «farlig» kopling. Den vanligste feil som oppstår i et pot.meter er brudd. Hadde potmeteret vært koplet til basis på Q3 ville transistoren åpne og utgangstransistorene ville lede for fullt, noe som kunne knekke dem.

□ Hvorfor er kondensatoren ikke nødvendig i denne koplingen?

www.labcenter.com

Effektforsterkere

EFFEKTFORSTERKER 131 Uinn Uut

□ Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz.

A B

Uinn

SW1

Uinn

□ Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen). □ Start animasjon. Uinn

□ Juster R1 slik atSW1 skyveren stårC1helt Uinn nede.

SW-SPST

+12V PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

10uF

100k

82 +88.8 Volts

Q1 BD139

SW-SPST

10uF

PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

□ Pause animasjonen.

UE1

820

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

Q3 +88.8 Volts

□ Klikk på resistoren R3.

BC548BP Effektforsterkere

SW-SPST

Uut

Uinn R2 Uut Uut

C D

10uF

100k

Uinn

UE1

820

□ På figuren ser du det er innkoplet to DC-voltmetre. Det ene er Q3 BC548BP koplet mellom UE1 og Uut. Det måler+88.8 altså spenningen over Volts emitterresistoren R1. Dividerer vi denne spenningen RV1med 10, 2k får vi strømmen i SW2 R1 og altså strømmen i utgangstransistoren Q1.

PEAK=2 C2 THETA=0 100n PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

Q1 -12V BD139 Uinn SW1

□ Les av spenningen over R1 +88.8 og beregn kollektorstrømmen.

IC1 = □ Klikk på Q1 og kontroller strømmen. IC1 = □ Det andre voltmeteret er koplet mellom basis på de to utgangstransistorene Q1 og Q2. Her måler vi da forspenningen. Vi kan variere denne forspenningen med RV1.

820

Uut +88.8 Volts

RV1

R3 UE1

100k

UR1 = Uut

10uF

820

File: effekt-3.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard SW-SPST www.pedtec.no

SW-SPST

PROTEUS SKOLESIDER

R3 100

R6 R5

SW-SPST PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

Effektfors

Q2 +12V BD140

Uinn

□ Klikk på Q3 og noter VBE.

+88.8 mV

□ Hva Uut er likespenningsnivået på Uinn utgangen av forsterkeren? SW1

UE1

820

UR3 =

SW-SPST

100n

RV1

□ Noter spenningen over resistoren. UE1

R1 10

SW2

UE1

100k

SW2

SW2 Q2

100

SW-SPST BD140

820 +88.8 mV

R6 1k

Uut

-12V File: effekt-3.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

132 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER □ Bruk denne verdien og beregn maks. og min. VCE over Q3. □ Start animasjon og lukk bryteren SW1 og observer utgangssignalet på oscilloskopet. □ Juster RV1 oppover til maks. mens du observerer utgangssignalet.

□ Kommenter forandringene. □ Åpne SW1. □ Hva er maksimal kollektorstrøm i Q1? □ Hva er maksimal forspenning mellom mellom basis på utgangstransistorene Q1 og Q2? Stemmer det med dine beregninger? □ Hva kalles denne type utgangstrinn?

www.labcenter.com

Laplace Laplace

Her tar vi bare noen enkle eksempler, men de som jobber med reguleringsteknikk kan sikkert ha glede av funksjonsblokkene som vises på slutten av denne øvingen.

Utført av

□ Åpne Laplace-1.

Godkjent av

Mars 2021

Dato

Laplace S1

10V 1k

OP : ADD

RV1

OP : MULTIPLY

A +88.8 Volts

A+B

+88.8 Volts

A*B

+88.8 Volts

Juster på potmetrene RV1 og RV2 (klikk på pil opp eller pil ned).

Les av på voltmetetrene A+B, A*B, A-B og A/B S2

10V

OP : SUBTRACT

OP : DIVIDE

RV2 A

+88.8 Volts

A-B

+88.8 Volts

A/B

+88.8 Volts

File: Laplace-1.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

□ Start animasjon og prøv de fire variantene ved å justere potmeB C D E F trene.

K OP : GAIN

+88.8

I Øvingen Vekselstrømkretser brukte vi en forsterkerblokk 3 WATTMETER 2 WATTMETER fra Laplace-biblioteket til å dempe signal inn på oscilloskopet. +88.8

Forsterkningen ble satt til 0,1 – 10 ganger demping. +88.8

B C

OP : GAIN

AC Amps

+88.8

K3 K OP : GAIN

+88.8

AC Amps

+88.8

V3PHASE

www.labcenter.com

+88.8

AC Amps

L1-Y

L2-Y

L3-Y

L1-D

L2-D

L3-D

134 EKSEMPLER, OPPGAVER OG ØVINGER

LAPLACE

Oversikt fra Laplace-biblioteket

□ Laplace-0

Laplace-primitiver

NL?

NL1

NL2

NL3 +sat

+sat

NL4 +sat

+sat

+off

vtvt-

vt-

vt+

-off

NL : AMP PL

S? OP : ADD

NL : AMP SAT

NL : SW HYST

R? - t .p e

OP : DELAY

OP : DIFFERENTIATE

-sat

NL : SWITCH

vt+

-sat

OP : DIVIDE

NL : SWITCH DZ

S2 OP : MULTIPLY

1 p

OP : GAIN

OP : INTEGRATE

OP : SUBTRACT

Gs . e

e - .p

Gs.

1 + Tm.p

- .p Gs .

PROC : PURE DLY

PROC : BROIDA

C(p)

E(p)

PZ? e - .p

p-P

PROC : ZIEGLER

F(p)

G(p)

H(p)

PZ : P REAL

R(p)

PZ1 K.

p-Z p-P

PZ2 p-Z PZ : Z REAL

PZ : P+Z REAL

S(p)

T(p)

File: Laplace-0.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

PROTEUS

DESIGN SUITE

ØVINGER

SK JEMATE G NI NG – A N I M A SJ O N – S I M U L E RI N G Denne boka gir deg eksempler i bruk av følgende moduler i programmet PROTEUS: Skjemategning Animasjon Simulering

PROTEUS kan langt på vei ertstatte tradisjonell laboratorievirksomhet, da programmet inneholder DC- og AC-voltmetre og ampere-metre, oscilloskop, logikkanalysator, signalgenerator, numeriske tastatur, potmetre, brytere og vendere mm.

Flere bøker:

https://proteus.no/

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

ØVINGER

OPPLÆRING

MINIPROSJEKT

SK JEM ATEG NI NG – ANI M ASJO N – S I M U L ER I NG

S K JEM ATEG NI NG – ANI M A SJ O N – SIM UL E R IN G

SK J E M AT E GN IN G – SIM UL E R IN G – KO R T UT L E GG

Faktabok

Likestrømkretser Likestrømkretser 10 s

Åpne prosjekt

2020-02-02

Utført av

Ny interaktiv utgave

Dato

Du kan starte på to forskjellige måter:

Godkjent av

1. Starte Proteus, klikk på Open Project og velge prosjekt 2. Dobbeltklikke på en prosjektfil

Vekselstrømkretser

□ Vi velger alternativ 1 nå, så start Proteus om programmet ikke kjører.

Vekselstrømkretser 8 s

Åpne prosjekt

Godkjent av

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Logiske grunnkoplinger ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Åpne prosjekt

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

RV1 100

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant. Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Tellere

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Digitalteknikk-1

SW1

Start simulering

SW2

PLAY STEP PAUSE Åpne prosjekt

Åpne prosjekt

12V

□ Klikk på Open Project.

Godkjent av ❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Multiplekser/demultiplekser

12 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Y 12

74LS11

Minnekretser

Asynkron oppoverteller Animasjon

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

U1:A 1 2 13

Legg merke til pilene som viser strømretning. Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

Multiplekser/demultiplekser

STOP

SW3

□ Start Proteus.LAMPE

B1 12V

10 s

Utført av

OG krets (AND-gate)

File: veksel-1.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

2020-02-02

Godkjent av

Tellere

L1 12V

Innledning Logiske grunnkoplinger File: Eltek-1.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

20 s

Utført av Dato

Vekselspenning

SW-SPDT GANG=1

File: Log-1.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

kommet. Multipleksere (datavelgere) RAM–Random Access Memory i

? Datainnganger U1:A D0

U1:B 1J

74LS73

8 74LS73

12 5 10

74LS73

1C1

D2 D3

Multiplekser (Datavelger)

0 31 2

RESET

File: Dig_2-1.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

14 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Operasjonsforsterkeren i

Klokkesignaler (CLK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MANUELL. Den brukes i til å gi manuelle klokkepulser. En multiplekser er en elektronisk

? U2:A 12

Minnekretser

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Beskrivelse av koplingen

Digitalteknikk-2

www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

krets som vi kan bruke til å velge ett

SW1 pulser

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der Kort repetisjon av PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule operasjonsforsterkeren

SW-ROT-4

Operasjonsforsterkeren

2020-03-20

Godkjent av

PULLUP

SW-SPDT-MOM

CLK

1 2

PULLUP

CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

DP2

8 7 6 5 4 3 2 1 23

URinn

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

18 20

CE OE

Integrerte spenningsregulatorer

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

D018 D116 D214 D312

Y0 Y1

A0 A1

a b c

2 4 6

Y0 Y1 Y2

8 7 6

OFF

Godkjent av

URinn = −URF

1 2 3

A0 A1 A2

11 13 15

U1gf

CINN

8 7 6

TRISTATE BUFFER

OFF

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Effektforsterkere

74HCT244 TRISTATE BUFFER

330spenningsfall. nF Når det ikke går strøm, blir det heller ikke

Uut = −

1 2 3

GND 2

Rinn

⋅ Uinn

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. 2021-02-02

Godkjent av Uinn Uut

+12V

UUT

B C

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

R1 10

SW1

SW-SPST 10uF

R2 10

i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

330

□ Åpne Laplace-1.

BD140

10V

CUT2 100 nF

OP : MULTIPLY

Negativ spenningsregulator 7912

Laplace

2021-02-02

Utført av

File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

A+B

+88.8 Volts

A*B

+88.8 Volts

A/B

+88.8 Volts

Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz. Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).Juster på potmetrene RV1 og RV2

www.labcenter.com

Godkjent av

OP : ADD

RV1 1k

CUT1 1 µF

Dato

Laplace

GND 3

Laplace

Q1 BD139

Uinn

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

100k

7912 UINN

Dato

Effektforsterkere

Negative «faste» spenningsregulatorer – 79XX

Utført av

serfelt. gule felt. serdu gule

100 nF

Positiv spenningsregulator 7812

Hvis Uinn er positiv vil det gå en strøm mot den inverterende inngangen, Iinn.

Siden det ikke går nevneverdig strøm inn i den inverterende inngangen, vil Iinn være lik IF, men IF går ut fra Summing Point.

CINN 2 µF

Effektforsterkere 10 s

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i Utgangstrinn med enkel matespenning i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du

□ CUTÅpne fila effekt-1.

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

I inverterende kopling ligger derfor potensialet på den inverterende inngangen (Summing Point) på tilnærmet null volt (virtual ground) når den ikke-inverterende inngangen er jordet.

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

10 UU3:A 1

Y2 A2 OPAMP 8 Y3 Det A3 finnes

D4 9 D5 7 D6 5

3 17 21 5 4 7812at WE WE Y3 Impedansen mellom de to inngangen erA3 meget høy, slik det ikke 1 3 6116 DIPSW_4 19 OE UINN DSW2 UUT STATIC RAM går nevneverdigCMOSstrøm mellom dem. 74HCT244

LES/SKRIV

12 s

Utført av

180 PULLUP

De finnes i flere spenningsutgaver (XX): Iinn5+V,IF 6=V, 0 8 V, 8,5 V V, 12 V, 15 Uut V, 18 V og 24 V.

FELLES ANODE

Iinn Ii ≅ 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

ser guleleveres felt. serdu gule felt. Dette er en serie trepins positive spenningsregulatorer som f b g i flere varianter. e

URF

180

22 A9 Operasjonsforsterkeren i INVERTERENDE U3:B kopling 19 A10

10k

OE WE

15 b 14 c 13 d 12 e 11 f 10 g 9

D1 2 D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 D6 7 8

Rinn Uinn

U2:A

74LS393 BINÆRTELLER PULLDOWN

INNHOLD I RAM

RN1 Summing D0 1 Point 16 a

RESET 10k

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Positive «faste» i ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i RP1 spenningsregulatorer – 78XXPDF-dokumentet i PDF-dokumentet der der du

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

MANUELL

AUTO

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

www.labcenter.com

24 s

Utført av Dato

Integrerte spenningsregulatorer

ning og lav utgangsimpedans. Minnekretser

File: mux-1.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

Klikk på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast F12 for å starte simulering.

SW2

Logiske grunnkoplinger

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Finn fila veksel-1 og dobbeltklikk på den.

SW-SPDT GANG=1

2 3 4 5 6 7 8 9

□ Klikk på Open Project.

Elektroteknikk

SW1 B1 12V

2020-02-02

Utført av Dato

merket med en firkant.

i Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

TIL SEGMENTENE

□ Klikk på Open Project.

□ Finn fila Eltek-1.(pdsprj) som du har lagret og dobbelti klikk på den. □ Start Proteus om programmet ikke kjører. ❏ Ting du skal utføre vil være

PULLUP

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

OP : SUBTRACT

OP : DIVIDE

A-B

+88.8 Volts

□ Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på på

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Les av på voltmetetrene A+B, A*B, A-B og A/B

w for åRV2starte

10V

www.labcenter.com

(klikk på pil opp eller pil ned).

Måle DC- strømmer, spenninger og effekt

File: Laplace-1.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

+88.8

K OP : GAIN

1 +88.8

I Øvingen Vekselstrømkretser brukte vi en forsterkerblokk 3 WATTMETER 2 WATTMETER fra Laplace-biblioteket til å dempe signal inn på oscilloskopet.

www.labcenter.com

Forsterkningen ble satt til 0,1 – 10 ganger demping. +88.8

B C

OP : GAIN

AC Amps

2 kW

+88.8

K3 V1

K OP : GAIN

+88.8

AC Amps

+88.8

V3PHASE

www.labcenter.com

+88.8

AC Amps

5 L1

L1-Y

L2-Y

L3-Y

L1-D

L2-D

L3-D

SW4 SW5 SW6 +88.8

+88.8 AC Volts

R5 44

R6 44

L3-Y

L1-Y

LASTVELGER – Y/D L2

SW3 L2-Y

SW2

L3-D

AC Volts

SW1

L2-D

AC Volts

L1-D

+88.8

GANG=1

Elektrofag og elsikkerhet

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

FASESPENNING/LINJESPENNING File: 3-fase-1.pdsprj Rev: @REV Date: 18.04.2017 By: @AUTHOR www.pedtec.no

www.labcenter.com

www.labcenter.com www.labcenter.com

PROTEUS - bøkene kan lastes ned gratis fra våre nettsider!

ISBN 978-82-93002-05-5

www.labcenter.com

9 788293 002055

Revision 1.3