ELEKTRONIKA - LABORATORIUM
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Temat ćwiczenia: Technika cyfrowa: układy TTL i CMOS - podstawowe bramki logiczne i układy sekwencyjne (ćw. 7)
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z własnościami, charakterystykami, zasadami działania bramek logicznych TTL i CMOS, układów sekwencyjnych TTL oraz z zasadami sprzęgania układów logicznych z innymi elementami układów elektronicznych.
Mechatronika
Grupa IV zespół 3
Jakub Michałka
Piotr Ostrowski
Damian Szypulski
Michał Tobolewski
Witold Zieliński
Przebieg ćwiczenia
W pierwszej części ćwiczenia dokonaliÅ›my sprawdzenia dziaÅ‚ania dostÄ™pnych w zestawie laboratoryjnych ukÅ‚adów logicznych wykonanych w technologii TTL i CMOS. Do kasety z ukÅ‚adami scalonymi doprowadziliÅ›my odpowiednie napiÄ™cie zasilania z zewnÄ™trznego zasilacza, to samo napiÄ™cie z szyn zbiorczych na kasecie podÅ‚Ä…czyliÅ›my do konkretnego ukÅ‚adu badanego. SprawdziliÅ›my dla każdej kombinacji stan logiczny na wyjÅ›ciu. ZanotowaliÅ›my wyniki pomiarów i sprawdziliÅ›my zgodność z tabelami prawdy, zweryfikowaliÅ›my zgodność poziomu napiÄ™cia wyjÅ›ciowego z wymaganiami standardu badanego ukÅ‚adu. Dodatkowo sprawdziliÅ›my co siÄ™ dzieje z napiÄ™ciem gdy przewód który ma być podÅ‚Ä…czony do masy zawiesimy „w powietrzu”.
W drugiej części ćwiczenia dokonaliÅ›my pomiaru charakterystyk dla bramek typu TTL .W tym celu w zbudowanym ukÅ‚adzie zmienialiÅ›my potencjometrem napiÄ™cie wejÅ›ciowe ØÜØÜØÜ badanej bramki w zakresie od zera do napiÄ™cia zasilania Ucc. MierzyliÅ›my napiÄ™cie wyjÅ›ciowe ØÜØÜØÜ badanej bramki. W drugim ukÅ‚adzie z bramkÄ… Schmitta zmienialiÅ›my napiÄ™cie wejÅ›ciowe najpierw w górÄ™ do osiÄ…gniÄ™cia ØÜØÜØÜ a nastÄ™pnie w dół, byÅ‚o to konieczne do wyznaczenia histerezy tego ukÅ‚adu.
Następnym naszym zadaniem było zbudowanie układu z dołączonym rezystorem dekadowym . Służy on do zmiany wartości prądu wyjściowego. Dla stanu wysokiego H na wyjściu rezystor podłączyliśmy do masy . Dla stanu niskiego L rezystor na wyjściu podłączyliśmy do napięcia zasilania. Dla każdego ze stanów wyjścia zmniejszaliśmy rezystancję do momentu, gdy prąd wyjściowy osiągnął maksymalną dopuszczalną wartość, dla serii układów TTL jest to 1,6 mA dla stanu wysokiego oraz 16mA dla stanu niskiego.
W ostatniej części zajęć laboratoryjnych zajęliśmy się badaniem działania układów sekwencyjnych przerzutnika typu D i typu RS, zabudowanych w jednych układzie. Stan wyjść przerzutnika był sygnalizowany optycznie za pomocą diody LED. Przeprowadziliśmy sprawdzenie działania przerzutnika przy różnych sekwencyjnych wymuszeń zadawanych przyciskami.
Wyniki pomiarów
Bramka TTL
NAND |
 |
 |
 |
|
NAND |
SCHMIDTT |
 |
 |
X1 |
X2 |
Y |
U |
|
X1 |
X2 |
Y |
U |
1 |
0 |
1 |
3,9 |
|
1 |
0 |
 |
4,055 |
0 |
1 |
1 |
3,9 |
|
0 |
1 |
 |
4,055 |
1 |
1 |
0 |
0,068 |
|
1 |
1 |
 |
0,071 |
0 |
0 |
1 |
3,9 |
|
0 |
0 |
 |
4,055 |
X2,X1 |
W POWIETRZU |
 |
0,068 |
|
X1,X2 |
W POWIETRZU |
 |
0,071 |
Bramka CMOS
NAND |
 |
 |
 |
|
NEGACJA |
SCHMIDT |
 |
X1 |
X2 |
Y |
U |
|
X1 |
Y |
U |
1 |
1 |
 |
0 |
|
1 |
0 |
0,004 |
0 |
1 |
 |
4,981 |
|
0 |
1 |
4,99 |
1 |
0 |
 |
4,981 |
|
 |
 |
 |
0 |
0 |
 |
4,981 |
|
 |
 |
 |
X1,X2 „W POWIETRZU” |
 |
NIESTABILNY |
|
X1,X2 „W POWIETRZU” |
 NIESTABILNY |
||
Bramka TTL - NAND
Uwe |
Uwy |
0,25 |
3,942 |
0,51 |
3,914 |
0,61 |
3,824 |
0,77 |
3,6 |
0,97 |
3,299 |
1,12 |
3,017 |
1,21 |
2,716 |
1,29 |
2,403 |
1,29 |
2,389 |
1,3 |
1,265 |
1,32 |
1,11 |
1,33 |
0,988 |
1,36 |
0,8 |
1,38 |
0,715 |
1,4 |
0,6 |
1,43 |
0,5 |
1,44 |
0,44 |
1,46 |
0,068 |
3,92 |
0,069 |
Bramka TTL Schmitt
Dla napięcia rosnącego: Dla napięcia malejącgo:
Uwe |
Uwy |
|
Uwe |
Uwy |
0,22 |
4,113 |
|
4,95 |
0,072 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
|
0,9 |
0,072 |
 |
 |
|
0,86 |
4,12 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
|
0,22 |
4,12 |
1,71 |
4,113 |
|
 |
 |
1,73 |
0,072 |
|
 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
4,92 |
0,072 |
|
 |
 |
W poniższych tabelach przedstawiono zmierzone wartości napięcia w zależności od natężenia (zmienianego przy pomocy rezystora dekadowego) w układzie jakimś tam.
LOW |
WY=0 |
Uwy |
Icc |
0,065 |
-0,005 |
0,069 |
-0,07 |
0,071 |
-0,158 |
0,073 |
-0,232 |
0,076 |
-0,439 |
0,077 |
-0,482 |
0,084 |
-0,943 |
0,087 |
-1,166 |
0,092 |
-1,528 |
0,094 |
-1,629 |
0,096 |
-1,808 |
0,102 |
-2,215 |
0,106 |
-2,561 |
0,11 |
-2,857 |
0,112 |
-3,033 |
0,118 |
-3,458 |
0,121 |
-3,72 |
0,128 |
-4,4 |
0,134 |
-4,8 |
0,147 |
-6 |
0,156 |
-6,8 |
0,167 |
-7,9 |
0,183 |
-9,4 |
0,205 |
-11,6 |
0,214 |
-12,5 |
0,221 |
-13,2 |
0,228 |
-13,9 |
0,237 |
-14,8 |
0,241 |
-15,2 |
0,246 |
-15,7 |
0,248 |
-16 |
HIGH |
WY=1 |
Uwy |
Icc |
3,83 |
0,004 |
3,766 |
0,012 |
3,706 |
0,037 |
3,668 |
0,072 |
3,64 |
0,116 |
3,575 |
0,317 |
3,568 |
0,348 |
3,558 |
0,402 |
3,553 |
0,431 |
3,543 |
0,489 |
3,538 |
0,517 |
3,531 |
0,566 |
3,524 |
0,615 |
3,517 |
0,672 |
3,51 |
0,727 |
3,502 |
0,791 |
3,498 |
0,828 |
3,491 |
0,889 |
3,483 |
0,961 |
3,478 |
1,015 |
3,471 |
1,077 |
3,468 |
1,11 |
3,461 |
1,184 |
3,453 |
1,269 |
3,449 |
1,315 |
3,445 |
1,366 |
3,44 |
1,421 |
3,43 |
1,48 |
3,33 |
1,505 |
3,329 |
1,546 |
3,324 |
1,616 |
Wnioski