1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową układów serii TTL, zbadanie ich właściwości i charakterystyk statycznych. Zakres ćwiczenia obejmuje też montaż i sprawdzenie działania prostych układów kombinacyjnych.

1. Aparatura i sprzęt użyty w ćwiczeniu.

• Bramka NAND TTL w układzie cyfrowym UCY7400, firma CEMI

• zasilacz UNITRA CEMI; typ: ZT-980-1M

• multimetr cyfrowy HAMAG INSTRUMENTS; typ: HM8011-3

• multimetr cyfrowy UNI - T, typ UT803

1. Schematy pomiarowe, według których, dokonano pomiarów.

• Układ z elementami TTL (badano bramkę o nóżkach 13, 12, 11):

• Schemat pomiarowy do pomiaru charakterystyk:

mA1 - amperomierz mierzący prąd pobierany przez bramkę I_CC

mA2 - amperomierz mierzący prąd wejściowy I_I

V1 - woltomierz mierzący napięcie wejściowe U_I

V2 - woltomierz mierzący napięcie wyjściowe U_o

U_z - napięcie zasilania

P₁ - potencjometr

• Dane katalogowe

1. Tabele pomiarowe. Pomiary dokonane podczas ćwiczenia przedstawione są w poniższych tabelach

• tabela 1 - sprawdzenie poprawności działania bramki NAND:

Wartość logiczna sygnału wejściowego x1	Wartość logiczna sygnału wejściowego x2	Wartość logiczna sygnału wejściowego y	Napięcie wyjściowe Uo [V]
1	1	0	0,058
0	0	1	3,321
1	0	1	3,694
0	1	1	3,764

• tabela 2 - pomiar wielkości potrzebnych do sporządzenia charakterystyk:

UI [V]	UO [V]	ICC [mA]	II [mA]	UDD [5V]
0,338	3,827	9,63	0,84	Const. = 5V
0,54	3,719	9,65	0,88
1,01	2,857	9,98	0,71
1,25	1,06	14,23	0,44
1,8	0,069	11,6	3,4
2,14	0,063	11,58	9,9
3,03	0,062	11,57	10,8
3,8	0,061	11,56	12,5
4,51	0,0609	11,55	15,2
4,905	0,0608	11,54	17,01

1. Opracowanie wyników. Charakterystyki.

• rys. 1 - charakterystyka przenoszenia U_o = f(U_I).

• rys. 2 - charakterystyka poboru prądu I_cc = f(U_I).

• rys. 3 - charakterystyka wejściowa I_I f(U_I)

1. Wnioski

• Jak wynika z tabeli 1 badana bramka poprawnie realizuje funkcję NAND. Można zauważyć również, że sygnał L odpowiada poziomowi ok 0,06 V, natomiast sygnał H oscyluje w granicach 3,3 V - 3,8 V.

• Sporządzone charakterystyki różnią się znacząco od idealizowanych (jednakże są do nich zbliżone - co potwierdza poprawność przeprowadzonych pomiarów). Może to być spowodowane warunkami w jakich pracował układ, dokładnością przyrządów pomiarowych.

• Bramka TTL musi pracować w przy stałym U_DD = 5 V. Nie można realizować funkcji na sygnałach wejściowych o dowolnych wartościach. Układy CMOS charakteryzują się odmiennymi właściwościami - mogą realizować różne funkcje pracując nie przy jednej konkretniej wartości napięcia zasilania lecz przedziale (seria mcy74xxx, 4000B

przy + 3 V do 18V, seria HC i AC od +2 do +6 V). Elementy w technice CMOS są wolniejsze od układów TTL natomiast są bardziej podatne na skalę scalenia. Wynika z tego, że wybór technologii elementów do realizacji określonego urządzenia cyfrowego musi być poprzedzony analizą stawianych wymagań i planowanych warunków pracy.