LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI. Komputerowe pomiary parametrów bramki NAND TTL

Transkrypt

1 ZESPÓŁ LBORTORIÓW TELEMTYKI TRNSPORTU ZKŁD TELEKOMUNIKJI W TRNSPORIE WYDZIŁ TRNSPORTU POLITEHNIKI WRSZWSKIEJ LBORTORIUM PODSTW ELEKTRONIKI INSTRUKJ DO ĆWIZENI NR Komputerowe pomiary parametrów bramki NND TTL DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO WRSZW 08

2 . el ćwiczenia elem ćwiczenia jest zapoznanie się z parametrami układów logicznych na podstawie podstawowej bramki NND. Wszystkie pomiary zostaną wykonane za pomocą programu LabView na komputerze wyposażonym w odpowiednią kartę wejść/wyjść. W celu rozpoczęcia pomiarów należy uruchomić komputer i wywołać program LabView. Następnie otworzyć projekt o nazwie harakterystyka.vi. Pojawi się obraz jak na rysunku poniżej. Rys.. Pulpit projektu harakterystyka Otwarty projekt umożliwia pomiary dwóch napięć i jednego prądu oraz regulację napięcia na jednym wyjściu od 0 do 5 V. Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel

3 B. Przebieg ćwiczenia ) harakterystyka przejściowa bramki NND - Bramka standardowa Regulując rezystorem suwakiem należy odczytać wartości napięcia wejściowego i wyjściowego, odpowiednio na woltomierzach U i U (patrz rys. i rys. ). Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę = f (). Liczba pomiarów 0. W celu uzyskanie odpowiedniej jakości pomiarów należy zagećsić pomiary w zakresie przełączania bramki oraz wykonać pomiary narastająco lub opadająca. POMIR (U ) U = 5V POMIR (U ) SUWK ¼ 400 Rys.. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki przejściowej bramki NND Tabela : Pomiary do charakterystyki przejściowej bramki NND TTL. Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel

4 Regulując suwakiem należy odczytać wartości napięcia wejściowego i prądu zasilającego bramkę I, odpowiednio na woltomierzu U i amperomierzu I, (patrz rys. i rys. ). Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę I = f (). Liczba pomiarów 0. U = 5V POMIR (U ) R POMIR (I ) SUWK ¼ 400 I POMIR (U ) Rys.. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki I = f (UWE) bramki NND Tabela : Pomiary do charakterystyki prądu zasilania bramki NND TTL. Icc Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel 4

5 Bramka linearyzowana Regulując suwakiem należy odczytać wartości napięcia wejściowego i wyjściowego, odpowiednio na woltomierzach U i U (patrz rys. i rys. 4). Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystyki = f () dla różnych wartości rezystancji R. Powtórzyć pomiary dla różnych wartości rezystancji R. Liczba pomiarów 0. U = 5V POMIR (U ) R POMIR (I ) SUWK ¼ 400 I R POMIR (U ) Rys. 4. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki przejściowej linearyzowanej bramki NND Tabela : Pomiary do charakterystyki przejściowej linearyzowanej bramki NND TTL. Wartość rezystancji w sprzężeniu zwrotnym R= ohm Wartość rezystancji w sprzężeniu zwrotnym R= ohm Wartość rezystancji w sprzężeniu zwrotnym R= ohm Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel 5

6 Bramka Schmitt a Regulując suwakiem należy odczytać wartości napięć wejściowego i wyjściowego, na woltomierzach odpowiednio U i U (patrz rys. i rys. 5). Pomiary przeprowadzić zmieniając od 0 do 5V i w odwrotnym kierunku. Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystyki = f (). Liczba pomiarów 0 w każdym kierunku zmian. POMIR (U ) U = 5V POMIR (U ) SUWK ¼ 45 ¼ 400 Rys. 5. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki przejściowej bramki NND Schmitt a Tabela 4: Pomiary do charakterystyki przejściowej bramki NND Schmitt a. Pomiary dla rosnącego od 0 do 5 V. Pomiary dla malejącego od 5 do 0 V. Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel 6

7 ) harakterystyka wejściowa bramki NND Regulując suwakiem należy odczytać wartości napięć i prądu Iwe wejściowego, na woltomierzu U i amperomierzu I (patrz rys. i rys. 6). Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę Iwe = f (). Liczba pomiarów 0. Pomiary należy wykonywać na zakresie od - do 5 V. U = 5V SUWK R ¼ ¼ POMIR (I ) POMIR (U ) I we Rys. 6. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki wejściowej bramki NND Tabela 5: Pomiary do charakterystyki wejściowej bramki NND TTL. Iwe Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel

8 ) harakterystyki wyjściowe bramki NND - W stanie wysokim Regulując rezystorem R należy odczytać wartości napięć i prądu Iwy wyjściowego, odpowiednio na woltomierzu U i amperomierzu I (patrz rys. i rys. ). Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę = f (Iwy) w stanie wysokim. Liczba pomiarów 0. U = 5V ¼ ¼ POMIR (U ) R POMIR (I ) R I wy Rys.. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki wyjściowej w stanie wysokim bramki NND Tabela 6: Pomiary do charakterystyki wyjściowej, w stanie wysokim, bramki NND TTL. Iwy Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel 8

9 - W stanie niskim Regulując rezystorem R należy odczytać wartości napięć i prądu Iwy wyjściowego, odpowiednio na woltomierzu U i amperomierzu I (patrz rys. i rys. 8). Następnie z uzyskanych pomiarów wykreślić charakterystykę = f (Iwy ) w stanie niskim. Liczba pomiarów 0. U = 5V ¼ ¼ POMIR (U ) R POMIR (I ) R I wy U = 5V Rys. 8. Schemat ideowy układu do zdejmowania charakterystyki wyjściowej w stanie niskim bramki NND Tabela : Pomiary do charakterystyki wyjściowej, w stanie niskim, bramki NND TTL. Iwy E. Wyposażenie Elementy układu: Układ scalony szt. Układ scalony 4 (lub 4)... szt. Rezystor ohm... szt. Rezystor 4 ohm... szt. Sprzęt pomiarowy: Interfejs przetworników / i /... szt. Komputer P z oprogramowaniem LabView... szt. Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel 9

10 . Zagadnienia do opracowania Należy przygotować się z zakresu wiedzy obejmującej takie zagadnienia jak: cyfrowe bramki w technice TTL a w szczególności, należy przygotować odpowiedzi na poniższe pytania i polecenia: ) Wymień znane i techniki realizacji bramek. Wymień ich wady i zalety. ) Narysuj schemat budowy bramki NND zrealizowanej w technice DTL (Diode Transistor Logic). Jaką rolę spełniają tam poszczególne elementy? ) o to jest obciążalność bramki? 4) Przedstaw na wykresie zjawisko histerezy powstające w bramce NND Schmitt a. 5) Podaj podstawowe parametry elementów logicznych w technice TTL (Transistor Transistor Logic). 6) Narysuj schemat budowy bramki NND zrealizowanej w technice TTL (Transistor Transistor Logic). W jakich stanach są poszczególne tranzystory przy wysokim i niskim poziomie na wyjściu bramki? ) Narysuj i opisz charakterystykę przejściową bramki NND TTL. 8) Narysuj i opisz charakterystykę przejściową linearyzowanej bramki NND TTL. 9) Narysuj i opisz charakterystykę przejściową bramki NND Schmitt a TTL. 0) Narysuj symbol bramki ND, OR, NND, NOR, EX-OR, EX-NOR, NOT i podaj tabele prawdy. ) Wymień zalety i wady wykorzystania wspomagania komputerowego (na przykładzie programu LabView) jako narzędzia pomiarowego. D. Literatura. Dobrowolski., Jachna Z., Majda E., Wierzbowski M.: Elektronika - ależ to bardzo proste!. Wydawnictwo BT, 0.. Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki. Tom I i II. Wydanie zmianione. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 0. ISBN: Kaźmierkowski M., Matysik J.: Wprowadzenie do elektroniki i energoelektroniki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Pieńkos J., Turczyński J.: Układy scalone TTL w systemach cyfrowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Tietze U., Schenk :,,Układy półprzewodnikowe. Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Wawrzyński W.:,,Podstawy współczesnej elektroniki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 00. Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr hab. inż. dam Rosiński prof. PW, inż. ndrzej Szmigiel 0