Zespół Szkół nr 9 im. Romualda Traugutta

w Koszalinie

Instrukcja do ćwiczenia

Temat: Badanie bramek TTL

Koszalin rok szk. 2002/2003

Uwaga!!!.

Każdą badaną brankę należy podłączyć do źródła napięcia zasilania, które znajduje się w stanowisku pomiarowym (należy połączyć zacisk  „+” zasilacza z U_zas bramki - masa jest wspólna).

W ćwiczeniu należy wykonać pomiary bramek NAND, NAND z przerzutnikiem Schmitta i NAND LS.

1. Wyznaczanie charakterystyki przejściowej U_wy = f (U_we).

Zmontować układ pomiarowy jak na rys. poniżej.

Rys. 1. Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki U­_wyj=f(U_we).

Na wejście bramki doprowadzamy napięcie regulowane (0÷5V) z zasilacza regulowanego znajdującego się w stanowisku pomiarowym. Na wejście i wyjście bramki należy włączyć woltomierze napięcia stałego V₁ i V₂. Zmieniając napięcie wejściowe dokonujemy pomiaru napięcia wyjściowego. Wartości napięcia wejściowego należy tak dobrać, dokładnie zbadać moment zmiany stanu poziomu logicznego na wyjściu.

Wyniki zapisać w tabeli poniżej a w sprawozdaniu sporządzić wykres U_wy = f(U_we) dla wszystkich bramek na jednym układzie współrzędnych.

Uwe

(V1)

[V]

0

5

NAND

Uwy

(V2)

[V]

NAND(Schmitt)

Uw

(V2)

[V]

NAND LS

Uw

(V2)

[V]

Uwaga!!!

Pomiar charakterystyki bramki z przerzutnikiem Schmitta należy wykonać dwukrotnie. Raz, zwiększając napięcie wejściowe od minimum do maksimum a następnie zmniejszając od maksimum do minimum.

2. Wyznaczanie charakterystyki I_zas = f(U_we).

Zmontować układ pomiarowy jak na rysunku poniżej.

Rys. 2. Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki I_zas = f(U_we).

Na wejście bramki podać regulowane napięcie z zasilacza i woltomierz napięcia stałego. Pomiędzy wyjście zasilacza 5V a zacisk zasilania +U_zas bramki włączyć miliamperomierz prądu stałego.

Zmieniając napięcie wejściowe od 0V do 5V mierzyć prąd pobierany z zasilacza. Wartości napięcia wejściowego należy dobierać tak, aby tą część charakterystyki gdzie prąd I_zas zmienia się najbardziej zmierzyć jak najdokładniej.

Wyniki zapisać w tabelce a w sprawozdaniu sporządzić wykres charakterystyki I_za = f(U_we) dla wszystkich bramek na jednym układzie współrzędnych.

Uwe

(V1)

[V]

0

5

NAND

Izas

[mA]

NAND(Schmitt)

Izas

[mA]

NAND LS

Izas

[mA]

3. Wyznaczanie charakterystyki wejściowej I_we = f(U_we).

Zmontować układ pomiarowy jak na rysunku poniżej.

Rys. 3.Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki wejściowej I_we = f(U_we).

Na wejście bramki podajemy napięcie regulowane od 0V do 5V. Na wejście bramki włączamy miliamperomierz oraz woltomierz. Zmieniając napięcie na wejściu, mierzymy prąd wejściowy. Podczas pomiaru należy zwracać uwagę na kierunek przepływu prądu.

Wyniki zapisać w tabelce i sporządzić wykres charakterystyki I_we=f(U_we) dla wszystkich bramek na jednym układzie współrzędnych.

	Uwe	[V]	0	0,3	0,5	0,8	1	1,5	1,8	2	2,4	2,8	3	3,5	4	5
NAND	Iwe	[mA]
NAND (Schmitt)	Iwe	[mA]
NAND LS	Iwe	[mA]

4. Wyznaczanie charakterystyki wyjściowej U_wy = f(I_wy).

Charakterystykę wyjściową należy wykonać dla dwóch przypadków:

1. W stanie wysokim na wyjściu.

2. W stanie niskim na wyjściu.

Zmontować układ pomiarowy jak na rysunku poniżej.

Rys. 4. Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki U_wy = f(I_wy).

Na wejście bramki należy podać taki stan, aby na wyjściu uzyskać żądany stan „1” lub „0”. Do wyjścia włączyć woltomierz napięcia stałego, oraz rezystor obciążający (znajduje się w stanowisku pomiarowym) szeregowo z miliamperomierzem. Drugi „koniec” rezystora R_o, poprzez przełącznik podłączyć do masy lub do napięcia zasilania w zależności od stanu logicznego na wyjściu.

Pomiar polega na zmianie prądu wyjściowego poprzez zmianę rezystancji R_o i odczytywanie wartości napięcia na wyjściu.

Wyniki zapisać w tabelce i sporządzić wykres charakterystyki U_wy = f(I_wy) na jednym układzie współrzędnych.

BRAMKA

stan wyjściu

Prąd wyjściowy zmieniać od minimum do maksimum, co 4 mA

NAND

1

Iwy

[mA]

Uwy

[V]

0

Iwy

[mA]

Uwy

[V]

NAND (Schmitt)

1

Iwy

[mA]

Uwy

[V]

0

Iwy

[mA]

Uwy

[V]

NAND LS

1

Iwy

[mA]

Uwy

[V]

0

Iwy

[mA]

Uwy

[V]

5. Wyznaczanie charakterystyki prądu zasilania w funkcji częstotliwości I_zas = f(f ).

Zmontować układ pomiarowy jak na rysunku poniżej.

Rys. 5. Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki I_zas = f(f).

Pomiaru dokonać dla trzech rodzajów obciążenia bramki na wyjściu.

1. Obciążenie R_o = minimum.

2. Obciążenie R_o = maksimum.

3. Bez obciążenia.

Do wejścia podać sygnał TTL z generatora funkcyjnego i zmieniając częstotliwość mierzyć prąd pobierany z zasilania.

Wyniki zanotować w tabelce o sporządzić wykres charakterystyki I_zas = f(f) na jednym układzie współrzędnych.

BRANKA NAND

	f[kHz]	[kHz]	1	10	50	100	500	1000	3000	5000	8000	10000
Rmin	Izas	[mA]
Rmak	Izas	[mA]
R = ∞	Izas	[mA]

2

2

---