SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO

Politechnika Śląska w Gliwicach INSTYTUT METROLOGI, ELEKTRONIKI I AUTOMATYKI
LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ I MKIKROPROCESOROWEJ
Wykonano: 6.03.2011r.
Oddano: 20.03.2011r.

1. Układ pomiarowy

2. Program ćwiczenia

3. Tabele pomiarowe

4. Charakterystyki

5. Wnioski

1. Układ pomiarowy.

1. Program ćwiczenia.

1. Sprawdzeniu zależności czasu propagacji od częstotliwości przełanczania.

2. Wyznaczeniu dla układów CMOS charakterystyki czasu propagacji w fukcji napięcia.

3. Wyznaczeniu charakterystyk prądu zasialania w funkcji częstotliwości przy napięciu zasilania 5 V dla układów TTL oraz przy napięciu 3V…, 9V dla układu MCY4069 i przy napięciu 2V,…,6V dla układów CMOS.

4. Wyznaczyć dla układów CMOS charakterystyki prądu zasilania w funkcji napięcia zasilania dla wybranej częstotliwości przełączania.

5. Wyniki pomiarów są przedstawione dla jednej bramki.

3. Tabele pomiarowe

1. Układy TTL

• Układ MH 7404

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	5[V]	2,08	6,9
250 kΩ		2,08	6,9
500 kΩ		2,1	6,9
1 MΩ		2,16	6,9
2 MΩ		2,22	6,9
4 MΩ		2,38	6,9
8 MΩ		2,74	6,9
16MΩ		3,37	6,9

• Układ UCY74LS04

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	5[V]	0,51	-
250 kΩ		0,52	-
500 kΩ		0,54	-
1 MΩ		0,58	-
2 MΩ		0,65	4,4
4 MΩ		0,79	5
8 MΩ		1,11	5
16MΩ		1,69	5

• Układ SN74ALS04BN

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	5[V]	0,32	3,8
250 kΩ		0,32	3,8
500 kΩ		0,35	3,8
1 MΩ		0,4	3,8
2 MΩ		0,49	3,8
4 MΩ		0,67	4,3
8 MΩ		1,06	4,3
16MΩ		0,89	3,9

• Układ 74S04

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	5[V]	3,83	3,2
250 kΩ		3,83	3,2
500 kΩ		3,86	3,2
1 MΩ		3,9	3,2
2 MΩ		3,98	3,2
4 MΩ		4,14	3,2
8 MΩ		4,5	3,2
16MΩ		5,31	3,2

1. Układy CMOS

• MC 74AC14N

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	2[V]	0,017	12
250 kΩ		0,025	8
500 kΩ		0,033	9
1 MΩ		0,067	8
2 MΩ		0,12	8
4 MΩ		0,22	8
8 MΩ		0,45	8
16MΩ		0,93	1,7

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	3[V]	0,008	4
250 kΩ		0,025	6
500 kΩ		0,05	4
1 MΩ		0,1	4,5
2 MΩ		0,19	4,5
4 MΩ		0,38	4,5
8 MΩ		0,82	4,5
16MΩ		1,67	4,5

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	4[V]	0,008	4
250 kΩ		0,025	3,6
500 kΩ		0,067	3,6
1 MΩ		0,14	3,6
2 MΩ		0,29	3,6
4 MΩ		0,6	3,6
8 MΩ		1,25	3,6
16MΩ		2,52	3,6

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	5[V]	0,008	3,2
250 kΩ		0,033	3,2
500 kΩ		0,092	3,2
1 MΩ		0,2	3
2 MΩ		0,41	3,2
4 MΩ		0,84	3,2
8 MΩ		1,74	3,2
16MΩ		3,67	3,2

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	6[V]	0,008	2,8
250 kΩ		0,042	2,8
500 kΩ		0,12	2,8
1 MΩ		0,26	2,8
2 MΩ		0,55	2,8
4 MΩ		1,12	2,8
8 MΩ		2,38	2,8
16MΩ		5,04	2,8

• Układ CD74HC04E

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	2[V]	0,017	14,2
250 kΩ		0,017	14,2
500 kΩ		0,033	14,2
1 MΩ		0,05	14,2
2 MΩ		0,1	14,2
4 MΩ		0,19	14,2
8 MΩ		0,37	14,2
16MΩ		0,76	14,2

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	3[V]	0,008	7
250 kΩ		0,017	7
500 kΩ		0,033	7
1 MΩ		0,067	7
2 MΩ		0,13	7
4 MΩ		0,27	7
8 MΩ		0,57	7,3
16MΩ		1,16	0,8

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	4[V]	0	5
250 kΩ		0,008	5
500 kΩ		0,033	5
1 MΩ		0,083	5
2 MΩ		0,17	5
4 MΩ		0,36	5
8 MΩ		0,76	5
16MΩ		1,62	5

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	5[V]	0	4
250 kΩ		0,008	4
500 kΩ		0,042	4
1 MΩ		0,1	4
2 MΩ		0,22	4
4 MΩ		0,45	4
8 MΩ		0,97	4
16MΩ		2,07	4

Częstotliwość	V	Iz [mA]	Tp[ns]
125kΩ	6[V]	0	3,2
250 kΩ		0,008	3,2
500 kΩ		0,042	3,2
1 MΩ		0,11	3,2
2 MΩ		0,25	3,2
4 MΩ		0,52	3,2
8 MΩ		1,14	3,2
16MΩ		2,5	3,2

1. Charaktrystyki

1. Układ MC 74AC14N

2. Układ CD74HC04E

3. Układ MH 7404

4. Układ UCY74LS04

5. Układ SN74ALS04BN

6. Układ 74S04

1. Wnioski

W czasie naszych badań zauważyliśmy iż układy które mierzyliśmy mają bardzo zróżnicowane parametry. Szczególnie jest to widoczne na charakterystykach f(Iz) układów TTL Widać na nich różne zróżnicowanie prądu pobieranego przez różne układy. W każdym przypadku prąd rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości. W układach SN74ALS04BN oraz układzie UCY74LS04 prąd po przekroczeniu częstotliwości 4Mhz rośnie bardzo szybko. Bramki w oby tych układach są bardzo szybkie. Przy czym pobierają do częstotliwości 4Mhz bardzo mały prąd rzędu kilku mikroamperów. Jednak po przekroczeniu tej częstotliwości prąd rośnie bardzo szybko do kilku miliamperów. W układzie 74S04 czas propagacji bramki jest najmniejszy wynosi (3,2 [ns]) jednak prąd pobierany przez bramkę w tym układzie jest bardzo duży w porównaniu do reszty układów TTL które badaliśmy.

Natomiast układach CMOS można zaobserwować że wraz ze wzrostem napięcia czas propagacji bramki staje się coraz mniejsze co jest szczególnie widoczne na charakterystyce U(tp). Bramka w układzie MC 74AC14N jest zdecydowanie szybsza niż bramka w układzie CD74HC04E jednak pobiera przy tym duże większy prąd co jest zauważalne gdy porównamy charakterystyki f(Iz). Przy niższych napięciu 2[V]i częstotliwościach prądy są takie bardzo zbliżone do siebie. Natomiast wraz ze wzrostem napięcia i częstotliwości wartości prądu znacznie różnią się od siebie.

Jeżeli chcielibyśmy porównać bramki w układach CMOS i TTL przy napięciu 5[V] jaki wiemy układy TTL Działają tylko przy napięciu równych 5[V]. Natomiast układy CMOS od 2[V] do 6[V]. To układy TTL są wolniejsze ale pobierają mniejszy prąd chodzi mi o układy SN74ALS04BN i UCY74LS04.