Контрольні питання.

1. Який підсилювач можна вважати операційним?

2. Які параметри операційних підсилювачів вам відомі?

3. Як операційний підсилювач зображується на схемах?

4. Поясніть назви входів операційного підсилювача.

5. Яка властивість схем на операційних підсилювачах забезпечила широкий вжиток ОП?

6. Чи може бути коефіцієнт підсилення неінвертуючого підсилювача меншим за одиницю?

7. Чим обмежений модуль значення вихідної напруги ОП?

Лабораторна робота №9 Дослідження елементів, що виконують логічні операції

Мета роботи: ознайомитися з принципом і режимом роботи логічних елементів.

При виконанні роботи визначаються передавальні характеристики логічного елементу при різних опорах навантаження, а також складаються таблиці станів для логічних елементів «І», «НІ», «АБО», «АБО-НІ», «І-НІ».

Робота виконується на лабораторному стенді ЕС-21.

Стислі теоретичні відомості

Основу сучасних електронних пристроїв обробки інформації, комп’ютерних та інших, складають цифрові (логічні) інтегральні мікросхеми. Аналіз роботи цифрових пристроїв виконується з використання апарату математичної логіки. Основи цієї математичної дисципліни започаткував англійський вчений Джордж Буль (1815 – 1864 рр.). Тому електронні елементи, які входять до складу цифрових мікросхем, називають логічними.

Найбільш поширені потенційні логічні елементи, в яких існує зв'язок по постійному струму між входами і виходами.

Логічні елементи, які досліджуються в цій лабораторній роботі належать до класу комбінаційних. Це означає, що їх вихідні сигнали визначаються тільки сукупністю сигналів, які діють на входах в даний момент часу, та не залежать від сигналів, які діяли на входах раніше.

Як відомо, функції алгебри логіки та їх аргументи можуть приймати лише два значення – 0 та 1. Тому вхідні і вихідні сигнали логічних елементів повинні приймати тільки два значення.

В даній лабораторній роботі досліджуються елементи, в яких нульовому значенню сигналу відповідає діапазон напруг 0–0,5 В, а одиничному значенню сигналу – діапазон напруг 2,5–5 В.

Основною електричною характеристикою логічного елементу є передавальна характеристика – залежність вихідної напруги від напруги на одному з входів. Знімається характеристика в умовах, за яких змінюється напруга на одному з входів логічного елемента, а на решті входів вона підтримується постійною.

Основною функціональною характеристикою є логічна функція, для виконання якої він призначений. В лабораторній роботі досліджуються елементи, які виконують такі логічні функції (літерою Х позначена функція, літерами А та В – її аргументи):

• диз'юнкція (логічне додавання) , (функція «АБО»),функція Х набуває значення 1 тоді, коли хоча б один аргумент дорівнює 1;

• кон'юнкція (логічне множення) , (функція «І»),функція Х набуває значення 1 тільки тоді, коли всі (в даному випадку обидва) аргументи дорівнюють 1;

• інверсія (логічне заперечення) , (функція «НІ»), функція Х дорівнює 1, коли її аргумент дорівнює 0 та навпаки;

• інверсія диз'юнкції (стрілка Пірса) , (функція «АБО-НІ»), функція Х набуває значення 0, коли хоча б один аргумент дорівнює 1;

• інверсія кон'юнкції (штрих Шеффера) , (функція «І-НІ»), функція Х набуває значення 0, тільки коли всі (в даному випадку обидва) аргументи дорівнюють 1;

• нерівнозначність; додавання по модулю 2 , (функція має назви: «АБО, яке виключає», «нерівнозначність»),функція Х набуває значення 1, тільки коли обидва аргументи мають різні значення.

Відповідність між логічними електронними елементами та функціями, які вони виконують, може бути сформульована так:

• сигнал, значення якого відповідають значенням функції, діє на виході елемента;

• сигнали, значення яких відповідають значенням аргументів, діють на входах елемента.

Згідно правил виконання схем виходи логічних елементів зображуються справа, а входи – зліва. На рис.9.1 представлені схеми логічних елементів, які будуть досліджуватися в лабораторній роботі.

Рис.9.1

Логічна функція може бути задана таблицею, яка називається таблицею станів або істинності. Кількість рядків таблиці дорівнює числу можливих комбінацій значень аргументів. Якщо число аргументів K, то число комбінацій N=2^K. У випадку двох аргументів таблиця має чотири рядки.

В таблиці передбачають по стовпчику для значень кожного аргумента і стовпчик для значень функції. Наприклад, таблиця станів функції «нерівнозначність» має такий вигляд

А	В	Х
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0