Анализ безопасных микроэлектронных схем железнодорожной автоматики. Краткие сведения из теории, страница 2

Таблица 1 Состояния резистора
Состояние элемента	Состояние ключей
	1	2
Норма	вкл	вкл
Обрыв	выкл	—
Пробой	вкл	выкл

   Примечание. Здесь и далее в таблице состояний элемента обозначением “вкл” указано верхнее (по схеме) положение ключа, “выкл” — нижнее. Знак “—“ указывает, что положение ключа не имеет значения.

Рассмотрим эмуляцию транзистора. В отличие от двухполюсных элементов, у транзистора имеются пять основных состояний: нормальное, обрыв эмиттера, коллектора или базы, пробой база-эмиттер и база-коллектор. Соответственно для их имитации используются 5 ключей.

Рисунок 4. Эмуляция транзистора

Таблица 2 Состояния транзистора
Состояние элемента	Состояние ключей
	1	2	3	4	5
Норма	вкл	вкл	выкл	выкл	вкл
Обрыв эмиттера	вкл	выкл	выкл	выкл	вкл
Обрыв коллектора	выкл	вкл	выкл	выкл	вкл
Обрыв базы	вкл	вкл	выкл	выкл	вкл
Пробой эмиттер-база	вкл	вкл	выкл	вкл	вкл
Пробой коллектор-база	вкл	вкл	вкл	выкл	вкл

Рассмотрим эмуляцию источника питания. У источника питания могут наблюдаться, кроме нормального состояния, следующие отказы: обрыв, КЗ и внесение переменной составляющей. Для их имитации требуется 2 ключа.

   Ко всем приведённым схемам можно отнести следующие замечания:

1.  Все резисторы, имитирующие пробой, должны быть низкоомными — порядка миллиом. В случае эмуляции резистора – как минимум на 3 порядка меньше исправного элемента. При отсутствии же такого резистора в пакете EWb зачастую возникают ошибки.

2.  При составлении схемы следует учитывать, что на одну клавишу может быть задано несколько ключей, которые будут переключаться одновременно. Поэтому требуется задавать каждому ключу отдельную клавишу во избежание ошибок при проверке отказов.

2.2 Подключение контрольных приборов к исследуемой схеме

Рассмотрим пример подключения к схеме различных контрольных приборов.

Рисунок 5. Подключение контрольных приборов

Осциллограф представляет собой оконный прибор, который переносится на рабочее поле с панели инструментов EWb. Открывается он двойным щелчком по нему. В единственном экземпляре.

По желанию окно осциллографа можно увеличить на весь экран кнопкой ZOOM, а вернуть затем к исходному кнопкой REDUCE.

3. Индивидуальные задания

Создать и исследовать на безопасность схему коллекторно-базовой логики из каскада транзисторных ключей. Параметры схемы выбираются из таблицы 5 согласно варианта. В качестве источника прямоугольных импульсов берётся генератор прямоугольных импульсов (ГПИ) с напряжением 5 В.

В таблице приняты следующие обозначения:

R_С — сопротивление коллекторной цепи ключа;

R_b — сопротивление базовой цепи ключа;

n — число ключей в каскаде;

f_ИМП — частота следования импульсов.

Таблица 3