6. Измерение статических и динамических параметров логического элемента.

Для измерения параметров цепей в общем случае может использоваться предложенная на рис. 1.15,б схема. В этой схеме вместо элемента SCH можно включать любую цепь, способную на выходе формировать реакцию на входной сигнал. Элемент SCH можно считать четырехполюсником, у которого слева расположены две клеммы входа, а справа – две клеммы выхода. При измерении параметров логического элемента необходимо на выходе генератора сформировать сигнал с диапазоном изменения от нуля В (что соответствует уровню логического нуля) до напряжения логической единицы для используемых логических элементов. Выбрав логический элемент с учетом предложения преподавателя, задав его модель после двойного щелчка левой клавиши мыши на условном обозначении выбранного элемента, определите в папке «Edit» логические уровни для конкретного элемента. Зная таким образом уровень единицы, следует задать амплитуду и смещение при настройке генератора величиной, равной половине уровня единицы. Если уровень единицы равен +5 В, то амплитуду сигналов с генератора выбираем равной 2,5 В и смещение сигнала выбираем такое же по величине. Требуемый по форме и частоте сигнал выбирается в зависимости от решаемой задачи. Скважность выбирается равной двум. Предварительно необходимо подготовить генератор с учетом сказанного и подключить элемент с учетом предложенной на рис. 1.15,б схемы.

6.1. Измерение статической передаточной функции инвертора.

Под статической передаточной функцией схемы понимают зависимость выходного напряжения от входного. Измерения проводятся на низкой частоте изменения входного сигнала (1 Гц), чтобы динамические свойства схемы не влияли на результат. Форму сигнала выберите пилообразную, осциллограф используйте в режиме характериографа, т.е. выберите режим B/A или A/B (определите, какой режим более подходит для предложенной схемы). Желательно, чтобы развертка по горизонтальной оси осциллографа осуществлялась от входного сигнала изучаемой схемы, а по вертикальной оси – от выходного. Измерьте пороговое напряжение выбранного элемента. Объясните результаты эксперимента. У элемента может быть два пороговых напряжения, если элемент собран по схеме триггера Шмитта, т.е. передаточная функция имеет петлю гистерезиса.

6.2. Измерение динамических свойств инвертора.

Для осциллографа задайте режим Y/T, т.е. режим наблюдения зависимости сигналов от времени. Синхронизируется осциллограф от сигнала с генератора, который для анализа динамических параметров инвертора должен формировать прямоугольные импульсы, установившиеся уровни которых должны соответствовать логическим уровням изучаемых элементов. Требуемые значения логических уровней можно определить, анализируя параметры выбранного из библиотеки Gates элемента. Обратите внимание на величину порогового напряжения выбранного элемента. Поскольку задержка логических элементов невелика и составляет единицы или десятки наносекунд, следует задать частоту генератора порядка 1 мГц.

Измерьте длительности фронтов и задержки для выбранного инвертора. В отчете предложите схему измерения задержки с конкретным элементом и результаты измерения его динамических свойств.

Измените форму сигнала с генератора на пилообразную при сохранении высокой частоты и объясните наблюдаемое поведение инвертора. Сделайте выводы по результатам.