Pomiar parametrów statycznych bramki NAND, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu


Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu

Pracownia elektryczna i elektroniczna

Kamil

Piechowiak

Temat: Pomiar parametrów statycznych bramki NAND.

Ćwiczenie

14

Rok szkolny

03/04

Klasa

IV4

Grupa

6

Data wykonania

12.02.04

Data oddania

19.02.04

Ocena

Podpis

Numer w dzienniku

14

1. Cel ćwiczenia

- Pomiar parametrów statycznych bramki NAND

- Przypomnienie i pogłębienie wiadomości dotyczących podstawowych układów cyfrowych

- Przypomnienie wiadomości na temat technologii TTL - parametry i stany poziomów logicznych na przykładzie konkretnego funktora

- Poznanie zasad i rodzajów przeprowadzonych pomiarów

2. Wiadomości teoretyczne

Parametrami statycznymi są wielkości charakteryzujące pewne cechy układu, przy wyeliminowaniu czasu. Oznacza to po prostu, że parametry te są mierzone w warunkach ustalonych. Sygnały wejściowe i wyjściowe nie zmieniaj się. Następny pomiar po zmianie wartości jakiejś wielkości, (która w tych pomiarach jest regulowana) może zostać wykonany dopiero po ustaleniu się odpowiedzi układu na tę zmianę.

Parametry bramek TTL i CMOS wyznacza się na podstawie charakterystyk statycznych, (czyli zdej­mowanych w warunkach ustalonych, jak wyjaśniono to powyżej). Zwykle określa się wartości mak­symalne bądź minimalne tych parametrów. Wartości graniczne wyznacza się przy zachowaniu pewnych wartości parametrów charakteryzujących daną rodzinę układów i gwarantowanych przez producenta tych układów. Takimi parametrami w przypadku układów cyfrowych są skrajne (minimalna, maksymalna) wartości napięcia wejściowego i wyjściowego. Wartości te należy odczytać z katalogu badanego układu. Na przykład dla układów TTL serii 74LS minimalne napięcie wejściowe wynosi UImin = -1,5 V, mak­symalne napięcie wejściowe w stanie niskim UILmax = 0,8 V (wyjściowe UOLmax = 0,5 V), minimalne napięcie wejściowe w stanie wysokim UIHmin = 2 V (wyjściowe (UOHmin = 2.7 V), a maksymalne na­pięcie wejściowe w sianie wysokim UIHmax = 7.0 V.

Dla układów CMOS poziomy napięć w sianie H i L niewiele się różnią od napięcia zasilającego układ i dlatego do wyznaczania wartości parametrów statycznych tych układów przyjmuje się poziomy na­pięć różniące siy od napięcia zasilającego o ±10% (dla napięcia UCC = 5 V będzie to 0,5 V). Znak „+" odnosi się do dolnego potencjału, a znak „-" do górnego potencjału napięcia zasilającego. Po­wyższa uwaga dotyczy serii HC i AC, natomiast dla serii HCT i ACT postępuje się identycznie jak dla układów TTL.

Katalogi podają zawsze wartości graniczne parametrów i niekiedy także ich wartości znamionowe. Wartości graniczne są wyznaczane przy skrajnie niekorzystnych warunkach pracy układu (np. skrajne wartości napięć zasilających, sterujących, temperatury otoczenia itp.). Wartości znamionowe parametrów to wartości, jakie ma układ w znamionowych (zalecanych) warunkach pracy układu.

3. Przebieg ćwiczenia

a) sprawdzenie realizacji funkcji logicznej układu, sporządzenie tabeli prawdy, określenie poziomów stanów logicznych.

b1) wyznaczenie charakterystyk wejściowych bramki punkt po punkcie

Uwaga: przy wszystkich pomiarach kierujemy się tzw. Zasadą najgorszego punktu (wiorst case).

- Schemat pomiarowy UI = f(II)

0x08 graphic
0x08 graphic

b2) Wyznaczenie charakterystyk wyjściowych 0x08 graphic

0x08 graphic
- UOL = f(IOL)

0x08 graphic

- UOH = f(IOH)

0x08 graphic

c) Wyznaczenie charakterystyki przejściowej i zasilania czyli poboru prądu

c1) UO = f(UI) - char. przejściowa

c2) ICC = f(UI) - char. zasilania

0x08 graphic

c1) c2)

0x08 graphic

0x08 graphic

4. Wykaz przyrządów

- dekada - AT-92 nr.5041

- zasilacz 5V

- multimetr elektroniczny

- układ logiczny UCY 7400

- przełącznik

- woltomierz ZSE-I-109/24/584, zakresy: 1,5 ; 3 ; 7,5

- miliamperomierz zakres od 7,5 do 7500, nr. Brak

5. Wnioski

Ćwiczenia nie można było wykonać z powodu niewyjaśnionych przyczyn. Niewiadomo, dlaczego po włączeniu układu napięcie zasilające z 5V spadało do 2V, co powodowało, że po zmniejszeniu współczynnika U1/U2 z 999Ω na dekadzie do 998Ω napięcie zasilające spadło poniżej 1V. W ten sposób udało nam się wykreślić tylko taką charakterystykę.

U (V)

0,1

0,04

0,03

0,02

0,01

I (A)

50

30

20

15

5

0x08 graphic
0x01 graphic

Po wykreśleniu tej charakterystyki postanowiliśmy trochę inaczej połączyć układ, który także był poprawny. Wówczas po włączeniu układu i po zmniejszaniu wartości współczynnika na dekadzie napięcie malało tak jak miało, ale przy napięciu 5V i 0V wartość natężenia prądu nie malał, cały czas wynosiła 46A.

Mimo wszelkich starań nie udało nam się uzyskać prawidłowej charakterystyki, dlatego umieściłem obok schematów charakterystyki takie, jakie powinniśmy uzyskać.

V

µA

mA

+ - + -

UI

UCC

UO

II

V

V

mA

UCC

UOL

RL1

IOL

V

µA

UCC

UOH

IOH

RL2

V

V

mA

UCC

UI

UO

ICC

1k

10k

IIL max

IIH max

II

UCC

UI

UOL max

UOL

IOL max

IOL

UOH min

UOH

IOH max

IOH

0x01 graphic
0x01 graphic

∆UH

∆UL

Up

UOL max

UOL max

UO

UOH min

UOH min

UI

ICC L

ICC

ICC H

Up

UI



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Badanie podstawowych parametrów pracy oscyloskopu i jego skalowanie, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1
przerzutniki monostabilne, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Układy synchroniczne i asynchroniczne( przerzutnik typu D i zatrzask RS), Zespół Szkół Elektrycznych
Badanie transoptora, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Badanie układów kombinacyjnych, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Zastosowanie półsumatorów, ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH Nr 1 w POZNANIU
Zastosowanie półsumatorów, ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH Nr 1 w POZNANIU
badanie liczników, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Synteza układów kombinacyjnych, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Wykorzystanie bramek mocy, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Badanie tranzystora bipolarnego, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Badanie wzmacniaczy operacyjnych w układach filtrów aktywnych, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poz
Badanie aktywnego ukł. całkującego, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Badanie generatora funkcyjnego, ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH Nr 1 w POZNANIU
Badanie wzmacniacza tranzystorowego, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Badanie liczników, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Badanie elementów optoelektronicznych, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Zastosowanie półsumatorów, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu
Synteza układów cyfrowych, Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu

więcej podobnych podstron