Protel DXP第7章-2 电路分析应用与数字逻辑电路仿真

第6章电路分析应用知识点：MATLAB及Simulink电路仿真PowerSystemBlockset模块集一般电路仿真电子功率系统仿真6.1电路仿真概要6.1.1一个电阻电路仿真实例1、M文件方式实现clear;V=40;R=5;Ra=25;Rb=100;Rc=125;Rd=40;Re=37.5;R1=(Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc);R2=(Rc*Ra)/(Ra+Rb+Rc);R3=(Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc);Req=R+R1+1/(1/(R2+Re)+1/(R3+Rd));i=V/Req2、Simulink建模仿真Ｍ文件仿真与Simulink建模仿真的区别M文件仿真：烦琐，对用户的理论要求高，但灵活性高。Simulink建模仿真：简单，对用户的理论要求不高，但灵活性差。6.1.2PowerSystemBlockset模块集介绍ElectricalSources模块Elements模块PowerElectronics模块Machines模块Measurements模块PhasorElements模块Exteras模块Powergui模块一个非常方便实用的用户交互界面工具，主要用于分析仿真模型中所用PowerSystemBlockset模块库的子模块的状态。观测被测量电流和电压的恒稳态，以及电路的状态变量（如电感的电流，电容的电压）Demos模块6.2一般电路仿真6.2.1动态电路仿真1、RC电路的响应例6_2如图所示电路中的开关置于a点相当一段时间之后，突然将开关切换到b点，作出对应时间t的电压、电流波形图。RC电路的响应2、RLC电路的响应例6_3如图所示电路的初始能量为0，t=0时刻，将一个25mA的直流源作用到电路上，其中电容C=25nF，电感L=25mH，电阻R=400欧姆，画出图中电感L支路上电流的图形。6.2.2正弦稳态电路仿真1、一般正弦稳态电路例6_4如图所示电路，一直C=0.5F，R2=R3=2欧姆，L=1H，U=10cost,I=5cos2t。求b，d两点间的电压。w=[1,2];Us=[10,0];Is=[0,5];Z1=1./(0.5*w*j);Z4=1*w*j;Z2=[2,2];Z3=[2,2];Uoc=(Z2./(Z1+Z2)-Z4./(Z3+Z4)).*UsZeq=Z3.*Z4./(Z3+Z4)+Z1.*Z2./(Z1+Z2)U=Is.*Zeq+Uocdisp('wUmphi')disp([w',abs(U'),angle(U')*180/pi])U='3.1623*cos(t-18.4349)+7.0711*cos(2*t-8.1301)'ezplot(U,[0,20])对比以前学过的方式，plot命令画图下面看以下SIMULINK模块方式2、含受控源的正弦稳态电路例6_5如图所示电路，其内含有一个电压受控源和一个电流受控源，电压电源V=100sin120t，求a，b之间电压输出图形。3、带磁耦合线圈的正弦稳态电路例6_6如图所示电路，其中Ra=500欧姆，Rb=800欧姆，L=0.25H，C=1uF，互感线圈L1=9H，R1=200欧姆，L2=4H，R2=100欧姆，互感M=3H，电源电压Us=300sin400t。画出a，b两点间电压输出图形。例6_7在例6_4的基础上稍加修改，加入Powergui模块，如图：6.3功率电子系统仿真6.3.1Diode模块SimpPowerSystem模块-PowerElectronics二极管双向限制限幅电路如图1所示，设其中V=3sint,R=2Ω,利用Simulink仿真，求a、b两端电压的输出波形。图1二极管双向限幅电路第七章数字逻辑电路仿真组合逻辑电路仿真时序逻辑电路仿真数字电路仿真基本模块触发器模块数字电路子系统及自建模块的创建7.1组合逻辑电路仿真由逻辑门构成的，在任何给定时刻的输出值仅与该时刻电路的输入值有关，而与过去的输入状态无关。常用组合逻辑电路有：半加器、全加器、比较器、编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、奇偶校验器等组合逻辑电路nnFFFF110nnXXXX110图7_1组合逻辑电路结构框图7.1.2译码器的仿真译码是编码的反过程。变量译码器、显示译码器和码制变换译码器。例题7_2利用Simulink模块搭建一个3—8线译码器。01200126012501240123012201210120XXXZXXXZXXXZXXXZXXXZXXXZXXXZXXXZ自行实验，并封装成子系统形式，可以不加使能端子表5－2三线－八线二进制译码器的真值表输入输出Z2Z1Z0X0X1X2X3X4X5X6X70001000000000101000000010001000000110001000010000001000101000001001100000001011100000001Simulink原理图（3－8译码器）输入电平输出电平7.1.1编码器的仿真编码是用选定的一组0、1序列来标识特定对象的过程。例题7_1利用Simulink模块搭建一个8—3线编码器。765427632175310XXXXZXXXXZXXXXZSimulink原理图（8－3译码器）输入电平（scope1&scope2）输出电平(scope)7.1.4奇偶校验仿真奇偶校验的编码方法是在原信息码组后添加一位监督码元，分为奇校验和偶校验两种，主要用于检测代码在传输和存储过程中是否出现差错。对于n位二进制码组的奇校验有如下表达式：nnaaaa1211121CaaaannC为监督位表2.88.4.2.1BCD码的奇偶监督位奇偶监督位十进制数8.4.2.1BCD码（信息码）奇性偶性0000010100010120010013001110401000150101106011010701110181000019100110奇偶校验器检验数据码中1的总个数是奇数还是偶数21PPF＝表2.9异或门真值表P1P2F1的总个数000110偶数011101奇数图2.13九位奇偶检验电路（a）串联型QOD奇输出=1=1=1P1P2P3P4P8P7P6P5P9=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1QOD奇输出P1P2P3P4P8P7P6P5P9（b）树型987654321PPPPPPPPPQOD＝例题7_5现有一列含有10个数的随机0、1数列沿信号线传输，在传输过程中因信号干扰，任意数字发生改变的几率为0.5%。试建立仿真模型。SIMULINK仿真模型：奇偶校验电路M文件仿真模型：a=rand(1,10);S=1;whileS0b=rand(1,10);fori=1:10ifa(i)0.5a(i)=1;elsea(i)=0endifb(i)0.95b(i)=1;elseb(i)=0endc(i)=a(i)+b(i);ifc(i)==2c(i)=0;endendsend=a;receive=c;fori=1:9send(i+1)=send(i)*not(send(i+1))+not(send(i))*send(i+1);receive(i+1)=receive(i)*not(receive(i+1))+not(receive(i))*receive(i+1);endC=send(10)B=receive(10);S=B*not(C)+not(B)*Cpauseend图5-24自建全加器模块外观图图5-25自建全加器模块内部结构图例子:利用全加器实现四位二进制运算S=ABCD=AB+BC+AC带进位全加器逻辑表达式(A被加数,B加数,C来自低位全加器的进位,S是该全加器的和,D是该全加器的进位)图5-264位全加器Simulink模型图