Опис установки
Експериментальне дослідження логічних елементів і комбінаційних пристроїв виконують на універсальному лабораторному стенді (рис. 2, додаток 2), у якому використовують змінні панелі: 1 – з логічними елементами І–НІ, АБО–НІ і 2 - з логічними елементами АБО, І, НІ (рис. 3, додаток 2), а також вольтметри PV1, PV2; регульоване джерело постійної напруги Uвх з реостатом RР1; джерело логічних рівнів сигналів «0» і «1» з перемикачами SA1 і SA2; блок навантаження з резисторами R1, R2, R3; генератор імпульсів і електронний осцилограф; вимикач QS1 "Мережа" для вмикання стенду до джерела живлення.
Дослідження статичних характеристик логічних елементів АБО–НІ та І–НІ виконують на установці з панеллю 1 (рис. 4.8). Входи х1 і х2 логічних елементів DD1 чи DD2, з'єднують між собою і підключають до джерела регульованої напруги Uвх. Реостатом RP1 змінюють, а вольтметром PV1 вимірюють напругу на вході ЛЕ. Вольтметром PV2 вимірюють вихідну напругу ЛЕ у режимі холостого ходу або навантаження при вмиканні резисторів R1, R2, R3 .
Рис. 4.8. Схема установки для дослідження статичних характеристик логічних елементів АБО–НІ, І–НІ.
Дослідження таблиць істинності елементів АБО–НІ та І–НІ виконують на установці (рис. 4.9). Входи х1 і х2 логічного елемента DD1 чи DD2 вмикають перемикачами SA1 і SA2 до виходу блоку «Рівень логічний». Вихідну напругу ЛЕ вимірюють вольтметром PV1.
Рис. 4.9. Схема установки для перевірки таблиць істинності логічних елементів АБО–НІ та І–НІ.
Експериментальне спостереження часових діаграм роботи логічних елементів АБО–НІ та І–НІ виконують на установці (рис. 4.10). Вхід х1 логічного елемента DD1 чи DD2 вмикають перемикачем SA1 до виходу блоку «Рівень логічний». Вхід х2 ЛЕ з'єднують з одним з виходів «Генератора імпульсів». На екрані осцилографа PG спостерігають діаграми вихідних напруг генератора і ЛЕ при різних положеннях 1 і 2 перемикача SA1.
Рис. 4.10. Схема установки для спостереження тимчасових діаграм роботи логічних елементів АБО–НІ та І–НІ.
Експериментальне дослідження комбінаційного пристрою КП виконують на установці (рис. 4.11), використовуючи панель 2 з логічними елементами АБО, І, НІ. Перемикачами SA1 і SA2 подають комбінації сигналів 0 і 1 на входи х1, х2, х3 КП, а вольтметром PV2 вимірюють вихідний сигнал.
Рис. 4.11. Схема установки для дослідження комбінаційного пристрою.
Проведення дослідів
1. Ознайомитися з розміщенням органів керування, вимірювальних приладів та інших пристроїв експериментального стенда (рис. 2 додаток 2), і записати їхні технічні характеристики до протоколу іспиту.
2. Установити на стенді панель 1 з логічними елементами АБО‑НІ, І‑НІ. Перемикач SA4 «Логіка» поставити в положення 1, а перемикачі SA5 «Тригер» і SA6 «Лічильник» – у положення 0.
3. Скласти експериментальну установку для дослідження статичної характеристики одного з логічних елементів АБО‑НІ чи І‑НІ (за вказівкою керівника) (рис. 4.8).
4. Після перевірки керівником правильності з'єднань ввімкнути стенд вимикачем QS1 «Мережа» до джерела живлення. Одержати статичні характеристики логічного елементу в режимі холостого ходу (резистори R1, R2, R3 вимкнені). Для цього реостатом RP1 повільно підвищувати вхідну напругу Uвх від нуля до Uвх max щораз приблизно на 20% максимальної напруги Uвх max. Вхідні і вихідні напруги вимірювати вольтметрами PV1 і PV2 (досліди 1...5). Аналогічно реостатом RP1 зменшувати вхідну напругу від Uвх max до нуля (досліди 6...10). Вольтметрами PV1, PV2 вимірювати вхідну і вихідну напруги ЛЕ.
Дані спостережень дослідів 6..10 записати в таблицю:
№ досліду |
Uвх, B |
Uвих, В |
Примітки |
|||
холостий хід |
навантаження |
Логічний елемент |
||||
R1 |
R2 |
R3 |
||||
1…5 |
|
|
|
|
|
АБО – НІ чи І – НІ |
6…10 |
|
|
|
|
|
|
5. Одержати статичні характеристики ЛЕ під навантаженням. Для цього до виходу ЛЕ увімкнути резистор R1, повторити досліди пункту 4. Повторити досліди при почерговому вмиканні резисторів R2, R3.
Дані спостережень занести в таблицю пункту 4. Вимкнути вимикачем QS1 напругу живлення установки.
6. Скласти установку для перевірки таблиці істинності одного з логічних елементів – АБО–НІ чи І–НІ (рис. 4.9). Після перевірки керівником правильності з'єднань ввімкнути стенд вимикачем QS1 «Мережа» до джерела живлення. Перемикачами SA1, SA2 по черзі подавати на входи х1 і х2 логічних елементів сигнали 1 або 0, відповідно з таблицею, і записати до неї логічні рівні вихідного сигналу F, що визначають вольтметром PV2. Вимкнути вимикачем QS1 напругу живлення установки.
№ досліду |
х1 |
х2 |
F |
|
АБО - НІ |
І - НІ |
|||
1 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
1 |
|
|
4 |
1 |
1 |
|
|
7. Скласти установку для спостереження тимчасової діаграми роботи одного з логічних елементів – АБО–НІ чи І–НІ (за вказівкою керівника) (рис. 4.10). Після перевірки керівником правильності з'єднань увімкнути вимикачем QS1 «Мережа» стенд до джерела живлення. З екрана осцилографа скопіювати осцилограми вхідних і вихідних сигналів ЛЕ, установлюючи по черзі перемикач SA1 у положення 1 і 2. Вимкнути вимикач QS1.
8. За вказівкою керівника накреслити схему комбінаційного пристрою, що реалізує одну з заданих логічних функцій на основі логічних елементів АБО, І, НІ:
а:
; б:
;
в:
;
г:
.
9. Установити накладну панель 2 з логічним елементами АБО, І, НІ. Перемикач SA4 «Логіка» установити в положення 2, а перемикачі SA5 «Тригери» і SA6 «Лічильник» - у положення 0. Скласти схему комбінаційного пристрою відповідно пункту 8 та установки (рис. 4.11). Після перевірки керівником правильності з'єднань увімкнути стенд вимикачем QS1 «Мережа» до джерела живлення. Визначити експериментально значення вихідної функції F при всіх комбінаціях вхідних перемінних х1,х2, х3. за допомогою вольтметра PV2.
Результати спостережень записати в таблицю. Вимкнути вимикач QS1.
Логічна функція комбінаційного пристрою, що задана |
№ досліду |
Вхідні сигнали |
Значення вихідної функції F |
||
х1 |
х2 |
х3 |
|||
F = … |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
1 |
0 |
0 |
|
|
3 |
0 |
1 |
0 |
|
|
4 |
0 |
0 |
1 |
|
|
5 |
1 |
1 |
0 |
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
|
|
7 |
1 |
0 |
1 |
|
|
8 |
1 |
1 |
1 |
|
|