ELEKTRONIKA - LABORATORIUM

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Temat ćwiczenia: Technika cyfrowa: układy TTL i CMOS - podstawowe bramki logiczne i układy sekwencyjne (ćw. 7)

Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z własnościami, charakterystykami, zasadami działania bramek logicznych TTL i CMOS, układów sekwencyjnych TTL oraz z zasadami sprzęgania układów logicznych z innymi elementami układów elektronicznych.

Mechatronika

Grupa IV zespół 3

Jakub Michałka

Piotr Ostrowski

Damian Szypulski

Michał Tobolewski

Witold Zieliński

1. Przebieg ćwiczenia

W pierwszej części ćwiczenia dokonaliśmy sprawdzenia działania dostępnych w zestawie laboratoryjnych układów logicznych wykonanych w technologii TTL i CMOS. Do kasety z układami scalonymi doprowadziliśmy odpowiednie napięcie zasilania z zewnętrznego zasilacza, to samo napięcie z szyn zbiorczych na kasecie podłączyliśmy do konkretnego układu badanego. Sprawdziliśmy dla każdej kombinacji stan logiczny na wyjściu. Zanotowaliśmy wyniki pomiarów i sprawdziliśmy zgodność z tabelami prawdy, zweryfikowaliśmy zgodność poziomu napięcia wyjściowego z wymaganiami standardu badanego układu. Dodatkowo sprawdziliśmy co się dzieje z napięciem gdy przewód który ma być podłączony do masy zawiesimy „w powietrzu”.

W drugiej części ćwiczenia dokonaliśmy pomiaru charakterystyk dla bramek typu TTL .W tym celu w zbudowanym układzie zmienialiśmy potencjometrem napięcie wejściowe ������ badanej bramki w zakresie od zera do napięcia zasilania Ucc. Mierzyliśmy napięcie wyjściowe ������ badanej bramki. W drugim układzie z bramką Schmitta zmienialiśmy napięcie wejściowe najpierw w górę do osiągnięcia ������ a następnie w dół, było to konieczne do wyznaczenia histerezy tego układu.

Następnym naszym zadaniem było zbudowanie układu z dołączonym rezystorem dekadowym . Służy on do zmiany wartości prądu wyjściowego. Dla stanu wysokiego H na wyjściu rezystor podłączyliśmy do masy . Dla stanu niskiego L rezystor na wyjściu podłączyliśmy do napięcia zasilania. Dla każdego ze stanów wyjścia zmniejszaliśmy rezystancję do momentu, gdy prąd wyjściowy osiągnął maksymalną dopuszczalną wartość, dla serii układów TTL jest to 1,6 mA dla stanu wysokiego oraz 16mA dla stanu niskiego.

W ostatniej części zajęć laboratoryjnych zajęliśmy się badaniem działania układów sekwencyjnych przerzutnika typu D i typu RS, zabudowanych w jednych układzie. Stan wyjść przerzutnika był sygnalizowany optycznie za pomocą diody LED. Przeprowadziliśmy sprawdzenie działania przerzutnika przy różnych sekwencyjnych wymuszeń zadawanych przyciskami.

2. Wyniki pomiarów

Bramka TTL

NAND					NAND	SCHMIDTT
X1	X2	Y	U		X1	X2	Y	U
1	0	1	3,9		1	0		4,055
0	1	1	3,9		0	1		4,055
1	1	0	0,068		1	1		0,071
0	0	1	3,9		0	0		4,055
X2,X1	W POWIETRZU		0,068		X1,X2	W POWIETRZU		0,071

Bramka CMOS

NAND					NEGACJA	SCHMIDT
X1	X2	Y	U		X1	Y	U
1	1		0		1	0	0,004
0	1		4,981		0	1	4,99
1	0		4,981
0	0		4,981
X1,X2 „W POWIETRZU”			NIESTABILNY		X1,X2 „W POWIETRZU”		NIESTABILNY

Bramka TTL - NAND

Uwe	Uwy
0,25	3,942
0,51	3,914
0,61	3,824
0,77	3,6
0,97	3,299
1,12	3,017
1,21	2,716
1,29	2,403
1,29	2,389
1,3	1,265
1,32	1,11
1,33	0,988
1,36	0,8
1,38	0,715
1,4	0,6
1,43	0,5
1,44	0,44
1,46	0,068
3,92	0,069

Bramka TTL Schmitt

Dla napięcia rosnącego: Dla napięcia malejącgo:

Uwe	Uwy		Uwe	Uwy
0,22	4,113		4,95	0,072
			0,9	0,072
			0,86	4,12
			0,22	4,12
1,71	4,113
1,73	0,072
4,92	0,072

W poniższych tabelach przedstawiono zmierzone wartości napięcia w zależności od natężenia (zmienianego przy pomocy rezystora dekadowego) w układzie jakimś tam.

LOW	WY=0
Uwy	Icc
0,065	-0,005
0,069	-0,07
0,071	-0,158
0,073	-0,232
0,076	-0,439
0,077	-0,482
0,084	-0,943
0,087	-1,166
0,092	-1,528
0,094	-1,629
0,096	-1,808
0,102	-2,215
0,106	-2,561
0,11	-2,857
0,112	-3,033
0,118	-3,458
0,121	-3,72
0,128	-4,4
0,134	-4,8
0,147	-6
0,156	-6,8
0,167	-7,9
0,183	-9,4
0,205	-11,6
0,214	-12,5
0,221	-13,2
0,228	-13,9
0,237	-14,8
0,241	-15,2
0,246	-15,7
0,248	-16

HIGH	WY=1
Uwy	Icc
3,83	0,004
3,766	0,012
3,706	0,037
3,668	0,072
3,64	0,116
3,575	0,317
3,568	0,348
3,558	0,402
3,553	0,431
3,543	0,489
3,538	0,517
3,531	0,566
3,524	0,615
3,517	0,672
3,51	0,727
3,502	0,791
3,498	0,828
3,491	0,889
3,483	0,961
3,478	1,015
3,471	1,077
3,468	1,11
3,461	1,184
3,453	1,269
3,449	1,315
3,445	1,366
3,44	1,421
3,43	1,48
3,33	1,505
3,329	1,546
3,324	1,616

3. Wnioski

---