Sprawozdanie z laboratorium elektroniki w Zakładzie Urządzeń Elektrycznych i Architektury Komputerowej
Temat ćwiczenia	BUUC - Badanie Układów Uzależnień Czasowych
Sprawozdanie wykonali: Rok: I Grupa: IZ-16 Zespół: IV	Ewa Piotrowska, Maciej Ochman
Data: 07.05.2008r.	Ocena: Podpis prowadzącego:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie i przebadanie:

• cyfrowych układów różniczkujących (układów wyzwalających),

• właściwości i zastosowań przerzutników monostabilnych 74121, 74123

• generatorów sygnałów cyfrowych (układów astabilnych).

2. Spis przyrządów:

1. Stanowisko laboratoryjne ETS-5000 Digital Training System nr: 010753

2. Przyrząd cyfrowy uniwersalny Digital Multimeter DM830D nr: DF 0840677

3. Zasilacz nr: DE-60-24

Do zbadania otrzymaliśmy trzy układy:

1. 74132 (NAND z wejściem Schmitta)

2. 74121 (multiwibrator monostabilny)

3. 74123 (przerzutnik monostabilny)

3. Materiał teoretyczny:

Układy uzależnień czasowych , jak sama nazwa wskazuje, związane są z pomiarem czasu. Stanowią one ważną klasę zadań realizowanych przez układy cyfrowe. Występują praktycznie w każdym urządzeniu cyfrowym, zwłaszcza w jego części sterującej. Podstawowymi układami stosowanymi do budowy jednostki sterującej są układy monostabilne i astabilne, generatory sekwencji sygnałów sterujących, układy formujące impulsy i inne.

Do typowych funkcji układów uzależnień czasowych należą :

• zapewnienie odpowiedniego czasu trwania impulsu sterującego

• realizacja odstępu czasowego między dwoma impulsami

• generacja ciągu impulsów

• zapewnienie reakcji układu na impuls o określonym czasie trwania

Układy realizujące powyższe zadania można podzielić na dwie klasy :

• układy relaksacyjne - pomiar czasu jest wykonywany techniką analogową, najczęściej poprzez dobór stałych czasowych układu RC, natomiast wejście i wyjście układu odpowiadają standardowi sygnałów cyfrowych. 

• układy licznikowe - dokonujące pomiaru czasu przez zliczanie ilości impulsów o znanym czasie trwania

Układy relaksacyjne - pomiar czasu jest dokonywany techniką analogową, najczęściej poprzez dobór stałych czasowych układu RC, natomiast wejście i wyjście układu odpowiadają standardowi sygnałów cyfrowych.

Generatory impulsu, zwane inaczej uniwibratorami, przerzutnikami monostabilnymi lub multiwibratorami monostabilnymi są układami służącymi do generowania impulsu o określonym czasie trwania pod wpływem impulsu wyzwalającego. W klasie TTL są produkowane układy scalone UCY 74121, 74123 i 74221, zawierające pojedyncze lub podwójne przerzutniki monostabilne. Przerzutniki te umożliwiają generowanie impulsów o czasie trwania mieszczącym się w przedziale od kilkudziesięciu nanosekund do kilkudziesięciu sekund.

Osobną grupę stanowią układy wyzwalające zwane także układami różniczkującymi, oraz układy monostabilne służące do generacji impulsów długich - rzędu minut lub godzin. Układy wyzwalające służą do wytwarzania krótkich impulsów. Czas trwania impulsów wyzwalających zazwyczaj nie przekracza kilkudziesięciu nanosekund.

Układy licznikowe - dokonują pomiaru czasu przez zliczanie ilości impulsów o znanym czasie trwania.

4. Badanie układu wyzwalającego wykorzystującego czasy propagacji bramek NAND z wejściem Schmitta 74132, , pomiar czas trwania impulsu tw wytwarzanego dla różnej liczby bramek w torze opóźniającym.

Rys. 1 Schemat układu.

układ	74132
n	1	2	3	4
tw [μs]	0,185	0,13	0,155	0,16

Tabela. 1 Wyniki pomiarów czasu trwania impulsu.

Rys. 2 Wykresy czasowe z programu PSpice.

5. Pomiar czas trwania impulsu wyzwalającego w układzie wykorzystującym linię opóźniającą z elementów RC. Badanie wpływu elementów RC na długość czasu tw. Układ UCY 74132.

Rys. 3 Schemat układu.

R [Ω]	1	2	10	100
C [nF]	1	2	10	100
tw [μs]	0,1	0,102	0,102	0,104

Tabela. 2 Wyniki pomiarów czasu trwania impulsu.

Rys. 4 Wykresy czasowe z programu PSpice.

6. Badanie przerzutnika monostabilnego 74121, stosując różne sposoby wyzwalania. Badanie wpływu zewnętrznych elementów RC na czas trwania impulsu wyjściowego.

Rys. 5 Schemat układu.

Na wejściu sterującym spełniana jest zależność:

Sprawdzić czy spełniana jest zależność:

Z powodu niepoprawnego zamodelowania układu 74121 w programie PSpice nie można go zasymulować uzyskując oczekiwane wyniki.

7. Badanie przerzutnika monostabilnego 74123, stosując różne sposoby wyzwalania. Badanie wpływu zewnętrznych elementów RC na czas trwania impulsu wyjściowego.

Rys. 12 Schemat układu.

Na wejściu sterującym spełniane jest równanie logiczne o postaci:

Sprawdzić czy spełniana jest zależność:

Z powodu niepoprawnego zamodelowania układu 74123 w programie PSpice nie można go zasymulować uzyskując oczekiwane wyniki.

8. Badanie układów astabilnych z bramek Schmitta (UCY74132).

Rys. 15 Schemat układu.

Zbadać jak wpływa zmiana pojemności C na częstotliwość generowanych przebiegów, określić także współczynnik wypełnienia impulsów generowanych według następującego wzoru:

Powyższy układ nie działa.

9. Badanie układów astabilnych z bramek NOT (UCY7404).

Rys. 16 Wykres czasowy z programu PSpice.

Powyższy układ nie działa.

11. Wnioski

Przy opracowaniu tego sprawozdania udało się poprawnie zasymulować dwa pierwsze układy. Niestety z powodu błędów modelowania w bibliotece programu PSpice niemożliwe było wykonanie poprawnie działających układów na podstawie schematów zamieszczonych w instrukcji.

---