2.1 Предварительная подготовка
2.1.1 Предварительно, до выполнения лабораторной работы изучить по рекомендованной литературе теоретические сведения по логическим элементам серии ТТЛ.
2.1.2 Изучить задание на лабораторную работу и методические указания к нему.
2.1.3 По справочнику записать паспортные данные и перерисовать характеристики исследуемых типов различных логических элементов.
Используемые приборы и элементы:
– центральный процессор РU–2000;
– печатная плата ЕВ–220;
– цифровой универсальный прибор;
– осциллограф.
2.2. Контрольные вопросы
1 Если заменить Q2 на многоэмиттерный транзистор, какая схема логического элемента будет И-НЕ или НЕ- И?
2 Почему ток текущий через R8 и R10 может быть пренебрежимо мал?
3 Почему происходит увеличение напряжения, соответствующего логическому уровню 0, когда 14 каскадов на выходе подсоединились параллельно?
4 Почему происходило увеличение напряжения, соответствующее логическому уровню 1, когда присоединялась резистивная нагрузка 1 кОм.
5 Назовите и приведите схемные разновидности элементов ТТЛ. Какое их назначение?
6 Назовите основные схемотехнические решения, применяемые при создании базовых логических элементов; сравните их по техническим параметрам.
7 Как решается вопрос о режиме “лишних” входов с учетом конкретного типа используемой схемотехнологии?
8 Как осуществляется наращивание числа входов логических элементов?
9 Перечислите преимущества элементов ТТЛ по сравнению с элементами ДТЛ.
2.3 Задания к лабораторной работе
2.3.1 Проверьте как работает схема и докажите, что она действительно является инвертором. Вы можете принять, что выход Q2 подсоединяется к нагрузочной схеме (DTL &TTL).
2.3.2 Измерьте ток потребляемый из источника питания.
2.3.3 Запишите в таблицу 1 значения тока как функции входного
логического уровня.
2.3.8 Подсоедините R6 паралельно R5 в нагрузочной схеме. Определите как это влияет на уровни напряжения на выходе.
2.3.9 Отсоедините нагрузочную схему, содержащую С1 и подсоедините выход к резистору R12 (предварительно измерив его сопротивление). Вторую сторону резистора надо заземлить. Как эта нагрузка будет влиять на выходной сигнал?
2.4 Расчетное задание
2.4.1 Рассчитайте ток потребляемый из источника питания и сравните с измеренным значением. Если есть различие большое, то попытайтесь оценить почему?
2.4.2 Рассчитайте среднюю потребляемую схемой мощность. Примите, что половину времени на входе схема имеет логический 0, а логическую 1 – оставшееся время. Сравните этот результат с мощностью, потребляемой логическим элементом CMOS.
2.4.3 Сравните результат с мощностью, потребляемой логическим элементом ДТЛ.
2.5 Методические указания к выполнению работы
2.5.1 Вставить печатную плату ЕВ–220 в систему PU–2000.
2.5.2 Собрать схему по рисунку 1.
Рисунок 1 – Инвертор серии ТТЛ
Т а б л и ц а 2.1
Uвх, В |
Uвых, В |
|
|
2.6 Задания и методические указания к выполнению виртуальной части лабораторной работы-исследование передаточной характеристики ттл-элемента
2.6.1 Собрать схему, показанную на рисунке 2.1.
2.6.2 Установить номиналы резисторов в соответствии с номером варианта, взяв необходимые данные из таблицы 1.1. Для всех вариантов U2 = 5V.
2.6.3 Исследовать зависимости выходного напряжения и тока через транзистор VT4 от величины напряжения U1(напряжение U3 поддерживать постоянным U3 = 3,5 B). Результаты исследований занести в таблицу 2.2
Рисунок 2
Т а б л и ц а 2.2
-
Вариант
R1,
кОм
R2,
кОм
R3,
кОм
R4,
кОм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4
4
4
4
4,1
4,1
4,1
4,1
4
4
4
4
3,9
3,9
3,9
3,9
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,5
1,5
1,5
1,5
1,7
1,7
1,7
1,7
0,12
0,13
0,14
0,15
0,12
0,13
0,14
0,15
0,12
0,13
0,14
0,15
0,12
0,13
0,14
0,14
0,91
0,92
0,93
0,94
1,1
1,2
1,3
1,4
0,85
0,86
0,87
0,88
1,11
1,12
1,13
1,14
Т а б л и ц а 2.3
U1,В |
U,В |
I, мА |
3,5 2,5 1,5 1,4 1,35 1,3 1,25 1,2 0,8 0,4 0,2 |
|
|
2.6.4 По результатам измерений построить графики: зависимость выходного напряжения U от входного напряжения U =f(U1) и зависимость тока от входного напряжения I= (U1).
2.6.5 По графику определить напряжения, соответствующие логической единице и логическому нулю. Эти значения занести в отчет.