схеме интегратора, а DA2 – по схеме регенеративного компаратора с пет- лёй гистерезиса. Когда выходное напряжение DA2 (UВЫХ) имеет макси- мальное положительное значение U1, диод VD1 смещён в обратном на- правлении и напряжение на выходе DA1 уменьшается по линейному зако- ну со скоростью, определяемой амплитудой входного положительного на- пряжения E1, до тех пор, пока не достигнет значения U1R1/R2. В этот мо- мент компаратор переключается в другое состояние, при котором напря- жение на его выходе равно максимально отрицательному значению U2, диод VD1 открывается и выходное напряжение интегратора быстро нарас- тает до значения U2R1/R2. При этом компаратор возвращается в первона- чальное состояние и цикл повторяется.
Так как время нарастания выходного напряжения интегратора значи- тельно меньше времени спада, которое обратно пропорционально ампли- туде входного сигнала, частота циклов повторения F будет прямо пропор- циональна входному напряжению. Частота выходного сигнала определя-
ется выражением: F=E1R3/(R1CR4(U1-U2)).
4.2Указания к выполнению работы
1.Собрать схему, показанную на рис. 4.1. Изменяя положения пере- ключателей A, B, C, D, заполнить таблицу 1.
Таблица 1.
D |
C |
B |
A |
UВЫХ |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
2. Собрать схему, показанную на рис. 4.2. Заполнить таблицу 2, ана-
19
логичную п. 1.
3. Собрать схему, показанную на рис. 4.3. Зарисовать осциллограммы сигналов на выходах DA1 и DA2. Изменяя напряжение E1 измерить частоту выходного сигнала, данные занести в таблицу 3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1, В |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
0.06 |
0.07 |
0.08 |
0.09 |
0.1 |
FВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании результатов таблицы 3 построить график зависимости
F=f(E1).
Содержание отчета
1.Название и цель работы.
2.Схема исследования.
3.Таблицы, графики.
4.Выводы.
Контрольные вопросы
1.По какому закону выбираются сопротивления ЦАП с весовыми ре- зисторами?
2.Уметь рассчитать коэффициент усиления напряжения ОУ и выход- ное напряжение ЦАП рис. 4.1 и рис. 4.2 при любом положении переключа- телей.
3.Чем отличается ЦАП лестничного типа от ЦАП с весовыми резисто-
рами?
4.Пояснить принцип работы АЦП прямого преобразования.
5.ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ ТРАНЗИСТОР-ТРАНЗИСТОРНОЙ ЛОГИКИ
Цель работы: Изучение электрических параметров и характеристик интегральных схем ТТЛ-логики.
Домашнее задание
По одному из учебников [9,10] изучить принцип действия, принципи- альные схемы, разновидности, основные характеристики, параметры и особенности элементов ТТЛ-логики.
20
5.1 Краткие сведения из теории
Статические параметры могут быть определены с помощью графиков
передаточной Uвых=f(Uвх) (рис. 5.1.) и входной Iвх=f(Uвх) (рис. 5.2) характе- ристик. Сначала по графику передаточной характеристики (рис.5.1.) опре-
деляют уровень логического нуля U0 и уровень логической единицы U1 (точки А и В определяются пересечением характеристики с ее зеркальным отражением), а затем с помощью графика (рис.5.2) входные токи I0вх и I1вх.
С помощью графика (рис.5.1.) определяют статическую помехоустой- чивость ИМС. Un=min{U+n,U–n }, (в точках С и D касательная проходит под углом 45°).
Uвых Un+ |
|
Iвх |
|
|
A |
C |
|
|
|
0 |
|
1 |
||
|
|
Iвх1 U |
U |
Uвх |
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
B |
|
|
|
U0 |
Un– U1 Uвх |
Iвх1 |
|
|
Рис. 5.1 |
|
Рис. 5.2 |
|
|
Быстродействие микросхем определяет среднее время задержки ра-
спространения сигнала
tзд.ср = 12 (t0,1зд + t1,0 зд ),
где t0,1зд и t1,0зд - времена задержки переднего и заднего фронтов импульса, измеряемые на уровне 0,5 от амплитуды импульса.
Экономичность микросхемы характеризует средняя потребляемая мощность (в состояниях ноль и единица)
Pcp = 12 (P0 + P1 ).
Интегральное качество микросхемы определяет синтетический пара-
метр работа переключения
Aпер = tзд.ср Pcp .
В лабораторной работе используется микросхема серии 7400, аналог российской К155ЛА3 или К555ЛА3, в состав которой входят 4 схемы 2И- НЕ.
Структурные схемы экспериментов
Схема для снятия передаточной, входной и нагрузочной характери-
21
стик представлена на рис. 5.3.
Рис. 5.3.
Схема для исследования быстродействия логической микросхемы представлена на рис. 5.4.
Рис. 5.4.
5.2Порядок выполнения работы
1.Собрать схему, показанную на рис. 5.3. На один из входов микро- схемы (1В) подать входное напряжение UВХ. Изменяя UВХ в интервале 0..5
Вснять входную IВХ=f(UВХ) и передаточную UВЫХ=f(UВХ) характеристики. Данные занести в таблицы 1 и 2.
Таблица 1.
UВХ, |
0,1 |
0,3 |
0,6 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
4,5 5,0 |
В
IВХ,
мА
Таблица 2
UВХ, 0,1 0,3 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 4,5 5,0
В
22