Cezary Jurczak	Warszawa 21.12.1998
gr.studencka 3P23
zespół 13

Elementy i Układy Elektroniczne

Ćwiczenie 8

„Bramki cyfrowe”

1. Badanie inwertera 74LS04.

Charakterystyka przejściowa inwertera 74LS04 znajduje się na wykresie 1.

Zawartość plik do symulacji programem Pspice:

Charakterystyka inwertera 74LS04 INV_LS.CIR

VCC zas 0 5V

VIN IN 0 0V

X1 IN OUT ZAS 74LS04

R1 OUT 0 10K

.DC VIN 0 5 0.05

.PROBE

.lib inwerter.lib

.END

Z wykresu 1 wyznaczam parametry inwertera 74LS04 :

Napięcie wyjściowe stanu wysokiego:

Napięcie wyjściowe stanu niskiego:

Amplituda logiczna:

Napięcie progowe:

Margines zakłóceń dla stanu „1”:

Margines zakłóceń dla stanu „0”:

2. Badanie inwertera 74HCU04.

Charakterystyka przejściowa inwertera 74HCU04 znajduje się na wykresie 2.

Zawartość plik do symulacji programem Pspice:

Charakterystyka inwertera 74HCU04 INV_MOS.CIR

VCC zas 0 5V

VIN IN 0 0V

X1 IN OUT ZAS 74HCU04

.DC VIN 0 5 0.05

.PROBE

.lib inwerter.lib

.END

Z wykresu 2 wyznaczam parametry inwertera 74HCU04 :

Napięcie wyjściowe stanu wysokiego:

Napięcie wyjściowe stanu niskiego:

Amplituda logiczna:

Napięcie progowe:

Margines zakłóceń dla stanu „1”:

Margines zakłóceń dla stanu „0”:

3. Badanie bramki NAND.

a) MNTYMXDLY = 1

Przebiegi wejściowe i wyjściowy znajdują się na wykresie 3.

Wykres 3. Przebiegi wejściowe i wyjściowe bramki NAND dla MNTYMXDLY=1

Czasy opóźnień wynoszą :

t_dLH = 85,1ns - 80ns ≅ 5,1ns

t_dHL = 42,8ns - 40ns ≅2,8ns

b) MNTYMXDLY = 2

Przebiegi wejściowe i wyjściowy znajdują się na wykresie 4.

Wykres 4. Przebiegi wejściowe i wyjściowe bramki NAND dla MNTYMXDLY=2

Czasy opóźnień wynoszą :

t_dLH = 91,6ns - 80ns ≅11,6ns

t_dHL = 47,0ns - 40ns ≅7,0ns

c) MNTYMXDLY = 3

Przebiegi wejściowe i wyjściowy znajdują się na wykresie 5.

Wykres 5. Przebiegi wejściowe i wyjściowe bramki NAND dla MNTYMXDLY=3

Czasy opóźnień wynoszą:

t_dLH = 102,7ns - 80ns ≅ 22,7ns

t_dHL = 55,0ns - 40ns = 15,0ns

4.Metoda pomiaru uśrednionego czasu propagacji.

Aby zmierzyć uśredniony czas propagacji inwertera należy wykonać generator z kilku identycznych inwerterów połączonych w szereg , a następnie zmierzyć okres T_g generowanego sygnału. Uśredniony czas propagacji jednego inwertera obliczamy ze wzoru:

t_pd=

gdzie k - liczba inwerterów

Uśredniony czas propagacji t_pd inwertera (dla mntymxdly=2) wynosi :

t_pd = (t_dHL+t_dLH)/2 = (11,6+7)/2 = 9,3ns

Okres generatora zbudowanego z pięciu inwerterów (t_pd =9,3ns) wynosi:

T_g=2t_pdk= 2 * 9,3ns* 5= 93ns

Aby sprawdzić jak ma się to do rzeczywistości zasymulować należy generatora z pliku gen_cyf.cir. Jak widać na poniższym rysunku okres generatora zgadza się z obliczoną wartością T_g.( Układ symulowany dla MNTYMXDLY=2 )

Z dość dobrą dokładnością widzimy zgodność z obliczeniami - T_g ok. 95 ns.

5

---