Sprawozdanie z ćwiczenia
Temat : Układy kombinacyjne
Celem ćwiczenia było zbudowanie układu realizującego określone funkcje za pomocą bramek typu NAND.
Do obliczeń układów zbudowanych z powyższych bramek posługiwaliśmy się:
Prawami de'Morgana:
a) b)
Algebrą Boole'a:
a + a =a
a * a =a
a + a =1
a * a =0
1.Realizacja bramki NOR za pomocą bramek NAND
2. Za pomocą bramek typu NAND zrealizowaliśmy funkcję określoną w tablicy Karnaugha:
Dla x1=x2:
x1*x2 +x1*x2 + x1*x2 + x1*x2 = x1*x2 + x1*x2 =1 , ponieważ
x1*x2 = 0 x1*x2 = 0
Dla x1≠x2:
x1*x2 +x1*x2 + x1*x2 + x1*x2 = x1*x2 + x1*x2 + 1 =1 , ponieważ
x1*x2 = 1 x1*x2 = 1
3. Za pomocą bramek typu NAND zrealizowaliśmy funkcję określoną w tablicy Karnaugha(układ z trzema wejściami i jednym wyjściem):
Y=x1*x2*x3 + x1*x2*x3 + x1*x2*x3 + x1*x2*x3 + x1*x2*x3 = x3*(x1*x2 + x1*x2) + x1*(x2*x3 + x2*x3 +x2*x3)
Ponieważ układ jest trudny rozpatrywania, obliczenia przeprowadzamy na ZERACH i następnie otrzymany wynik negujemy.
Y=x1*x2*x3 + x1*x2*x3 + x1*x2*x3 = x1*x3*(x2 + x2) + x1*x2*x3
x2 + x2 = 1
1)Układ uzyskany z obliczeń wygląda następująco:
2)Układ zredukowany jest pokazany na poniższym rysunku:
Najczęściej stosowanymi scalonymi układami bipolarnymi w technice cyfrowej są układy TTL(transistor-transistor-logic). Stosowane w zakresie małego i średniego stopnia scalania. W układach cyfrowych sygnały przyjmują dwie wielkości dyskretne, z których jedna jest identyfikowana jako stan logiczny „1”, a druga stan logiczny „0”.
Wartości charakteryzujące taki układ to :
Napięcie zasilające na poziomie +5V powinno być stabilizowane w granicach ±5%
Napięcie wejściowe w stanie logicznym „0” to 0,8 V , natomiast stan „1” jest napięciem równym 2 V oraz odpowiadające im napięcia wyjścia :
napięcie wyjście w stanie niskim „0” powinno być ≤ 0,4 V
napięcie wyjścia w stanie wysokim „1” powinno być ≥ 2,4 V
Obciążalność bramki w naszym przypadku równa 10 określa ilość takich samych układów TTL które mogą być dołączone do jednego wyjścia układu podstawowego (TTL). Przekroczenie zalecanej wartości obciążalności może spowodować nagrzewanie się układu i zwiększenie poboru mocy.
Max. częstotliwość przełączania to ilość zmian pomiędzy stanem niskim a wysokim odbywająca się w ciągu jednej sekundy, nasz przypadek 20 MHz to 20*106 przełączeń.
Moc rozproszenia u nas 10 mW jest to energia magazynowana w pojemnościach złączowych.
Czas propagacji : wielkości te są mierzone miedzy odpowiednimi zboczami sygnałów wejściowego i wyjściowego na poziomie 1,5 V. Wyróżniamy : czas propagacji do stanu niskiego na wyjściu i wysokiego na wyjściu. Jest on odwrotnie proporcjonalny do poboru mocy.