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.

---