Теоретические сведения

Переходная характеристика является основной, показывающей связь между выходным и входным напряжениями Uвых = f(Uвх). С помощью этой характеристики определяется соотношение между кодирующими напряжениями.

Входная характеристика определяет связь между входным током и входным напряжением Iвх =f(Uвх) и позволяет определить напряжение переключения.

Выходные характеристики определяют зависимость выходного напряжения от выходного (нагрузочного) тока Uвых = f(Iвых). Однако так как выходных уровня напряжения два, то и характеристики должно быть две.

Совместный анализ входной и выходных характеристик позволяет определить нагрузочную способность элемента.

Логический элемент содержит четыре транзистора, которые в статическом состоянии находятся либо в отсечке, либо в насыщении. Переключение транзистора из одного состояния в другое требует времени, поэтому переключение элемента тоже требует времени, которое определяется режимами работы транзисторов. Время переключения элемента определяет его быстродействие

Контрольные вопросы

1. Что такое входная характеристика?

2. Что такое переходная характеристика?

3. Что такое выходная характеристика?

4. Что такое нагрузочная способность элемента?

5. От чего зависит быстродействие элемента?

Лабораторная работа №3 исследование статических триггеров

Цель лабораторной работы: исследовать основные свойства статических триггеров.

Необходимое оборудование: персональная ЭВМ с установленным программным пакетом EWB.

Задание: снять временные диаграммы, определить таблицы состояний, особенности работы статических триггеров (асинхронный RS триггер , синхронный RS триггер и D триггерзащелка).

Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ, запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете.

Оформление отчета.

По каждой лабораторной работе каждым студентом должен быть представлен отчет в виде печатного или рукописного документа. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы, цель работы, программа работы с указанием всех необходимых экспериментов, полученных результатов и выводы.

Программа работы для каждого триггера

1. На рабочем столе собрать логическую схему исследуемого триггера. Варианты схем показаны на рис. 3.1 3,2 и 3.3.

2. Выполнить настройку измерительной аппаратуры.

3. Провести эксперименты и описать их:

4. Используя возможности пакета получить твердые копии графиков экспериментов, сделать выводы.

5. Оформить отчет.

Пояснения к работе

Для выполнения работы на рабочем столе собрать схему, показанную на рис. 3.1 или 3.2, 3.3).

Необходимо выполнить настройку графического анализатора, которая сводиться к установке частоты.

Для того чтобы иметь возможность ручного ввода входных переменных и получить хорошие диаграммы, нужно установить частоту 1 Гц и внутреннюю синхронизацию.

П

Рис. 3.1. Схема эксперимента с асинхронным RS триггером

осле этого можно запускать пакет на моделирование в процессе, которого, изменяя состояние входных переменных вручную соответствующими клавишами снять временную диаграмму.

Для примера рассмотрим построение таблицы состояний на основе экспериментально снятой временной диаграммы, приведенной на рис. 3.4.

Рис. 3.2. Схема проведения эксперимента с синхронным RS триггером

Рис. 3.3. Схема проведения эксперимента с D триггером  защелкой.

Замечание, важно учитывать, что до момента t1 схема не инициализирована и временная диаграмма не верна. В нашем случае обе выходные переменные имеют низкий уровень, что противоречит определению триггера. Поэтому момент t1 это момент инициализации. Далее временная диаграмма должна соответствовать логике работы схемы.

Д

Рис. 3.4. Временная диаграмма работы D триггера – защелки

ля построения таблицы состояний необходимо выполнить анализ временной диаграммы. В моменты времени t2 и t4 переменная D изменяет свое состояние, но так как переменная С = 0, выходные переменные своих состояний не меняют, то есть в триггер не записывается информация, а сохраняется ранее записанная. Момент времени t3 характерен тем, что при D =1 переменная С принимает высокий уровень (С = 1) и видно, что Q принимает высокий уровень (Q =1). Произошла запись единицы в триггер.

D	C	Q	Режим
0	0	Q(t ─1)	Хранение
1	0	Q(t –1)	Хранение
0	1	0	Зап «0»
1	1	1	Зап «1»

В момент времени t5 при D = 0 переменная С принимает единичное значение и по временной диаграмме видно, что выходные переменные изменяют значение Q = 0. Таким образом, произошла запись нуля. Начиная с момента t6 при С = 1 переменная D несколько раз изменяет свое состояние и соответственно переменная D также меняет свое состояние. Следовательно, при С = 1 все что появляется на входе D, появляется на выходе триггера. На основе изложенного строим таблицу состояний. Входных переменных две, следовательно, возможно четыре состояния. Построенная таблица состояний показывает все возможные режимы работы исследуемого триггера. Для всех триггеров, исследуемых в данной лабораторной работе, необходимо проводить подобный анализ. Таким образом, в лабораторной работе должно быть три временные диаграммы и соответственно три таблицы состояний.