ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU

ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE

WYDZIAŁ TRANSPORTU

POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

LABORATORIUM   PODSTAW   ELEKTRONIKI

 

 

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 21

Komputerowe pomiary parametrów bramki 

NAND TTL

DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO

WARSZAWA 2011

 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

2 

A. Cel ćwiczenia 
 

 

Celem  ćwiczenia  jest  zapoznanie  się  z  parametrami  układów  logicznych  na 

podstawie  podstawowej  bramki  NAND.  W

szystkie  pomiary  zostaną  wykonane  za 

pomocą  programu  LabView  na  komputerze  wyposażonym  w  odpowiednią  kartę 
wejść/wyjść. Aby rozpocząć pomiary należy uruchomić komputer i wywołać program 
LabView  w  wersji  7.0.  Następnie  otworzyć  projekt  o  nazwie  Charakterystyka.vi. 
Pojawi się obraz jak na rysunku poniżej. 
 

 

 

Rys.1. Pulpit projektu „Charakterystyka”. 

 
Otw

arty  projekt  umożliwia  pomiary  dwóch  napięć  i  jednego  prądu  oraz  regulację 

napięcia na jednym wyjściu od 0 do 5 V. 

 
 
B. Przebieg ćwiczenia 
 

1) 

Charakterystyka przejściowa bramki NAND. 

 

-  Bramka standardowa 

 

Regulując  rezystorem  suwakiem  należy  odczytać  wartości  napięcia  wejściowego 

U

we

  i  wyj

ściowego  U

wy

,  odpowiednio  na  woltomierzach  U1  i  U2  (patrz  rys.1  i  rys.2). 

Następnie  z  uzyskanych  pomiarów  wykreślić  charakterystykę  U

wy

  =  f  (U

we

).  Liczba 

pomiarów minimum 10. 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

3 

 

 

1  

2  

14 

3  

¼ 

7400

 

7  

 

 

 

 

C

A

U

CC

 = 5V

U

we

A

C

U

wy

C

A

U

we

SUWAK

POMIAR

POMIAR

 

 

Rys.2. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki przejściowej bramki NAND. 

 
 

Regulując  suwakiem  należy  odczytać  wartości  napięcia  wejściowego  U

we

 

i  prądu 

zasilającego bramkę I

CC

, odpowiednio na woltomierzu U1 i amperomierzu I1, (patrz rys.1 i 

rys.3

). Następnie  z  uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę I

CC

  =  f  (U

we

).  Liczba 

pomiarów minimum 10. 

 
 
 
 
 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

4 

 

1  

2  

14 

3  

¼ 7400  

7  

 

 

 

 

C

A

A

C

A

C

U

CC

 = 5V

R

U

we

U

wy

I

CC

 

C

A

U

we

Suwak

Pomiar

Pomiar

 

 

 

Rys.3. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki ICC = f (UWE) bramki NAND. 

 
 
 

- 

Bramka linearyzowana 

 

Regulując  suwakiem  należy  odczytać  wartości  napięcia  wejściowego  U

we

  i 

wyj

ściowego U

wy

, odpowiednio na woltomierzach U1 i U2 (patrz rys.1 i rys.4

). Następnie z 

uzyskanych  pomiarów  wykreślić  charakterystykę  U

wy

  =  f  (U

we

).  Powtórzyć  pomiary  dla 

różnych wartości rezystancji R2. Liczba pomiarów minimum 10.  
 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

5 

 

1  

2  

14 

3  

¼ 

7400

 

7  

 

 

 

 

C

A

A

C

A

C

U

CC

 = 5V

R

R

1

U

we

U

wy

I

CC

POMIAR

POMIAR

C

A

U

we

SUWAK

POMIAR

 

 
 

Rys.4. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki przejściowej linearyzowanej 
bramki NAND. 

 
 
 
 

- 

Bramka Schmitt’a. 

 

Regulując  suwakiem  należy  odczytać  wartości  napięć  wejściowego  U

we

  i 

wyj

ściowego  U

wy

,  na  woltomierzach  odpowiednio  U1  i  U2  (patrz  rys.1  i  rys.  5).  Pomiary 

przeprowadzić  zmieniając  U

we

 

od  0  do  5V  i  w  odwrotnym  kierunku.  Następnie  z 

uzy

skanych pomiarów wykreślić charakterystykę U

wy

 = f (U

we

). Liczba pomiarów minimum 

10 w każdym kierunku zmian U

we

. 

 
 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

6 

1  

2  

14 

3  

¼ 

 

7  

 

 

 

C

A

U

CC

 = 5V

U

we

A

C

U

wy

74135

 

 
 
 
 

 

Rys.5. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki przejściowej bramki NAND 
Schmitt’a. 

 
 
 

2) Charakterystyka wejściowa bramki NAND. 
 

Regulując suwakiem należy odczytać wartości napięć U

we

 

i prądu I

we

 wej

ściowego, 

na  woltomierzu  U1  i  amperomierzu  I1  (patrz  rys.1  i  rys.  6

).  Następnie  z  uzyskanych 

pomiarów wykreślić charakterystykę I

we

 = f (U

we

). Liczba pomiarów minimum 10. 

 
 
 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

7 

 

 

1  

2  

14 

3  

¼ 7400  

7  

 

 

 

 

C

A

A

C

U

CC

 = 5V

R

U

we

U

we

A

C

I

we

SUWAK

POMIAR

POMIAR

 

 

 

 

Rys.6. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki wejściowej bramki NAND 
 
 
3) Charakterystyki wyjściowe bramki NAND. 
 
- 

W stanie wysokim. 

 

Regulując rezystorem R1 należy odczytać wartości napięć U

wy

 

i prądu I

wy

 

wyjściowego, odpowiednio na woltomierzu U2 i amperomierzu I1 (patrz rys.1 i rys. 7). 
Na

stępnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę U

wy

 = f (I

wy

) w stanie 

wy

sokim. Liczba pomiarów minimum 10. 

 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

8 

1  

2  

14 

3  

¼ 7400  

7  

 

 

U

CC

 = 5V

A

C

 

 

C

A

U

wy

I

wy

R

R

1

 

 
 
 

Rys.7. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki wyjściowej w stanie wysokim 
bramki NAND. 

 
 

-  W stanie niskim. 
 

Regulując  rezystorem  R1  należy  odczytać  wartości  napięć  U

wy

 

i  prądu  I

wy

 

wyjściowego,  odpowiednio  na  woltomierzu  U2  i  amperomierzu  I1  (patrz  rys.1  i  rys.  8). 
Na

stępnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę U

wy

 = f (I

wy

 ) w stanie niskim. 

Liczba pomiarów minimum 10. 

1  

2  

14 

3  

¼ 7400  

7  

 

 

U

CC

 = 5V

A

C

 

 

C

A

U

wy

I

wy

R

R

1

U

CC

 = 5V

U

CC

 = 5V

 

 
 
 
 
 

Rys.8. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki wyjściowej w stanie niskim bramki 
NAND. 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2011. 
 

 

  

     

9 

 
C. Zagadnienia do opracowania 
 

Należy  przygotować  się  z  zakresu  wiedzy  obejmującej  takie  zagadnienia  jak: 
cyfrowe bramki w technice TTL a w szczególności, należy przygotować odpowiedzi 
na poni

ższe pytania i polecenia:  

 

1) 

Wymień znane Ci techniki realizacji bramek. Wymień ich wady i zalety. 

2)  Narysuj schemat budowy bramki NAND zrealizowanej w technice DTL (Diode 

Transistor Logic

). Jaką rolę spełniają tam poszczególne elementy? 

3) 

Co to jest obciążalność bramki? 

4) 

Podaj podstawowe parametry elementów logicznych w technice TTL (Transistor 
Transistor Logic). 

5)  Narysuj schemat budowy bramki NAND zrealizowanej w technice TTL (Transistor 

Transistor Logic

). W jakich stanach są poszczególne tranzystory przy wysokim i niskim 

poziomie na wyj

ściu bramki? 

6) 

Narysuj i opisz charakterystykę przejściową bramki NAND TTL. 

7) 

Narysuj i opisz charakterystykę przejściową linearyzowanej bramki NAND TTL. 

8) 

Narysuj i opisz charakterystykę przejściową bramki NAND Schmitt’a TTL. 

9)  Narysuj symbol bramki AND, OR, NAND, NOR, EX-OR, EX-nor i podaj tabele prawdy. 
10) 

Wymień zalety i wady wykorzystania wspomagania komputerowego (na przykładzie 
programu LabView) jako narzędzia pomiarowego. 

 
 

D. Literatura 
 

[1]. Wawrzyński W.: Podstawy współczesnej elektroniki. OWPW 2003. 
[2]  Pieńkoś Jan, Turczyński Janusz.: TTL w systemach cyfrowych. WKiŁ 1986 
[3]. Tietze U., Shenk Ch.: 

Układy półprzewodnikowe. WNT 1987 

[4]. Misiurewicz P.: Podstawy techniki cyfrowej. WNT 
[5]. Misiurewicz P.: Podstawy automatyki cyfrowej. WSiP 
[6]. Piecha Jan.: Elementy cyfrowe TTL. Uniwersytet 

Śląski 1983 

[7]. Kruszyński H., Misiurewicz P., Perkowski M., Rydzewski A. Zbiór zadań z teorii 

układów logicznych. PW 1986