POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

 

 

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 21

DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO

 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2008. 
 

 

  

     

2

A. Cel ćwiczenia 
 

 Celem 

ćwiczenia jest zapoznanie się z parametrami układów logicznych na 

podstawie podstawowej bramki NAND. Wszystkie 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”. 

 
Otwarty 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 wyjściowego 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 2008. 
 

 

  

     

3

 

 

 

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 2008. 
 

 

  

     

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 

wyjściowego 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 2008. 
 

 

  

     

5

 

 
 

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 

wyjściowego 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 

uzyskanych 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 2008. 
 

 

  

     

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

 wejściowego, 

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 2008. 
 

 

  

     

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). 
Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę U

wy

 = f (I

wy

) w stanie 

wysokim. Liczba pomiarów minimum 10. 

 

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel  
Wydział Transportu PW. Warszawa 2008. 
 

 

  

     

8

 

 
 
 

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). 
Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę U

wy

 = f (I

wy

 ) w stanie niskim. 

Liczba pomiarów minimum 10. 

 

 
 
 
 
 

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 2008. 
 

 

  

     

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 poniższe 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 wyjściu 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