Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра електротехніки та автоматики

Лабораторна робота №14

на тему:

„Дослідження логічних елементів”

Виконав: студент 4 курсу 1 групи

Шевчук О.М.

Перевірив: доц. Данченков Я.В.

Рівне-2011

Мета роботи

Вивчити будову і принцип роботи безконтактних логічних елементів на інтегральних мікросхемах. Навчитись розпізнавати основні логічні функції на базових логічних елементах (АБО, І, НІ).

Для опису законів функціонування комбінційних електронних схем в цифрових пристроях використовують математичний апарат двійкових функцій. Змінні х₁, х₂, ...х_n і функція від них f(х₁, х₂, ...х_n) називаються двійковими (або булевими), якщо вони можуть приймати тільки два значення: 0 і 1. Символ "0" відповідає низькому рівню - відсутність сигналу. Символ "1" відповідає високому (максимальному) рівню - сигнал є.

Люба булева функція може бути задана таблицею її значень в залежності від значень аргументів.

Елементарні логічні операції над двійковими змінними можуть виконуватися електронними схемами, які називаються логічними елементами.

Розглянемо принципові електричні схеми деяких логічних елементів:

1. Логічна функція АБО (диз'юнкція - логічне додавання) f(х₁, х₂)= х₁ х₂ реалізується простою електричною схемою на напівпровідникових діодах (мал. 1) і видає на виході сигнал тоді, коли є сигнал на одному або на всіх входах.

2. Логічна функція І (кон'юнкція - логічне множення) f(х₁, х₂)= х₁ х₂ реалізується простою електричною схемою на напівпровідникових діодах (мал. 2) і видає на виході сигнал тоді, коли є сигнал на входах одночасно.

3. Логічна функція заперечення НІ f(х)= . Електрична схема, яка виконує логічну функцію заперечення НІ приведена на інверторі - мал. 3 і таб. 3.

Побудова сучасних логічних елементів базується на мікромодульній технології, тобто зменшенні до максимуму розмірів об'єму, енергетичних затрат напівпровідникових елементів та збільшенні інтеграції інформації і модулях. Модульна інтеграція дає різну модифікацію сучасних мікросхем, які собою являють закінчені і незакінчені електронні пристрої, що мають в , собі активні і пасивні елементи.

В залежності від технології виконання логічних елементів, інтегральні елементи можуть бути різних модифікацій:

потенціальні елементи діодно-транзисторної логіки - ДТЛ;

потенціальні елементи резисторно-транзисторної логіки - РТЛ;

потенціальні елементи транзисторно-транзисторної логіки - ТТЛ;

потенціальні елементи транзисторної логіки з емітерними звзками - ТЛЕЗ.

Логічні елементи "АБО", "І", "НІ", на інтегральних схемах показані на пристроях - мал. 4,5.

Порядок виконання

Вхідна величина Х1;Х2 - приймає значення логічного "0" і "1" і задається тумблерами Х₁; Х₂, розміщеними внизу пристрою з індикацією ламп.

Вихідна величина Y знаходиться.

Для вимірювання логічного 0,1 використовується логічний індикатор, а для вимірювання їх потенціалів - вольтметр.

1. Дослідження схеми - АБО; І; НІ (Мал. 1, 2, 3)

а) На вхід подати значення Х₁; Х₂ згідно логіки (0, 1), приведеної в таблицях, і виміряти логічним індикатором (0,1) значення Y.

б) Аналогічно заміряти потенціали Х₁; Х₂; Y вольтметром і записати в таку ж таблицю.

2. Дослідження схеми – АБО- НІ; І-НІ (Мал. 4, 5) по методиці п.1.

Зібрати схеми мал. 4, 5 (вихідні схеми мал. 1,2 з'єднати з входом схеми мал. 3).

3. Дослідження схеми - І, І, АБО, на мал. 4, 5, 6, 8 по методиці п. 1.

4. Таблиці математичної логіки, потенціал Y і всі досліджувані схеми привести в звіті.

Х1	Х2	Y
0	0
1	0
0	1
1	1

Х1	Х2	Y
0	0
1	0
0	1
1	1

Х	Y
0
1

Мал. 3

Х1	Х2	Y
0	0
1	0
0	1
1	1

Мал. 4

Х1	Х2	Y
0	0
1	0
0	1
1	1

Мал. 5

Висновок.

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра електротехніки та автоматики

Лабораторна робота №7

на тему:

„Дослідження об’єкту регулювання”

Виконав: студент курсу групи

Перевірив: доц. Данченков Я.В.

Рівне-2011

1. Мета лабораторної роботи

1.1. Вивчити методику експериментального дослідження статичних і динамічних характеристик об’єкту регулювання.

1.2. Навчитись експериментально визначити основні параметри об'єкту.

2. Короткі теоретичні відомості

Об’єктами автоматичного регулювання називають машини, апарати, технологічне обладнання або їх - сукупність, яким потрібна спеціально організована зовнішня дія для їх функціонування за заданим алгоритмом. В загальному вигляді об’єкт автоматизації характеризується функціональною залежністю між вихідною Х_вих і вихідною Х_вх фізичними величинами при наявності збурення і завади F.

Мал. 2.1. Схематичне зображення об’єкту автоматичного регулювання

Вихідна величина Х_вих характеризує стан регульованого параметру /температура, тиск, рівень, густина, концентрація, вологість і інше/ об'єкту. Вхідна величина Х_вх характеризує кількість енергії чи речовини, яка необхідна для забезпечення заданого значення регульованого параметру з врахуванням дії збурення F і завади f , які обумовлюють зміну регульованого параметру - це зміна навантаження об'єкту, втрати енергії, сировини за рахунок порушення герметичності і інше. До завад відносять дію не передбачуваних зовнішніх факторів, наприклад, зміна температури оточуючого середовища, зміни напрямку і швидкості вітру, зміни вологості і таке інше.

Кількісно Х_вх формується спеціальними самодіючими засобами керування - регуляторами.

Властивості об’єктів автоматичного регулювання /ОР/ описуються певними рівняннями в статичному /статична характеристика/ динамічному /перехідна характеристика/ режимах. Статична характеристика об'єкту являє собою залежність в усталеному режимі при постійному збуренні. Якщо ця залежність лінійна, то статична характеристика описується лінійним рівнянням

(2.1)

де К - коефіцієнт перетворення.

Якщо статична характеристика нелінійна, то при малих відхиленнях вихідної величини може бути лінеаризована, тоді

(2.2)

Перехідна характеристика об'єкту являє собою графік зміни вихідної /регульованої/ величини Х_вих в часі, якщо на вхід подається дія одиничної функції Х_вх=1(t). Загальний вигляд перехідних характеристик для типових об’єктів наведено на мал. 2.2.

З перехідної характеристики об’єкту визначають важливий параметр – сталу часу Т , яка характеризує інерційні властивості об’єкту. Стала часу Т характеризує час, за який вихідна величина Х_вих досягла би нового усталеного значення, якби швидкість зміни була постійною. Практично Т дорівнює часу, який відсікає на осі проекція дотичної до перехідної характеристики між лініями Х_вих при t=0 і Х_вих при t=∞ в момент зміни /стрибка/ вхідної величини /мал. 2.2а/ або до точки перегину /мал. 2.2б і в/.

Якщо вхідна величина змінюється стрибком від Х_вх=0 до номінального значення Х_вх.ном, то таку перехідну характеристику називають кривою розгону /мал. 2.2./. З кривої розгону визначають час розгону об’єкту τ_р, транспортне τ_тр, перехідне τ_п, і повне τ_з запізнення, а також сталу часу Т.

Методику визначення τ_р, τ_тр, τ_п, τ_з і Т показано на мая. 2.2. Перехідний процес вважається закінченим, якщо Х_вих = 0,97Х_{вих.уст}.

Динамічні властивості об’єкту описуються диференційними рівняннями, передаточними функціями і частотними характеристиками, які в лабораторній роботі не розглядаються і вивчаються а теоретичному курсі.

Технологічний процес в об’єкті регулювання завжди зв’язаний з притоком, накопиченням, перетворенням і витратою енергії або речовини.

Здатність об’єкту до накопичення енергії чи речовини називають акумулюючою здатністю і її оцінюють коефіцієнтом ємності об’єкту К_с, який дорівнює кількості енергії чи речовини, що вводиться а об’єкт для зміни керованого параметру на одиницю його вимірювання.

С_об – ємність об’єкту;

Х_вих.зд - задане значення керованого або регульованого параметру.

Мал. 2.2 Криві розгону об’єктів. а- інерційний об’єкт без запізнення; б- інерційний об’єкт із перехідним запізненням; в- інерційний об’єкт із перехідним і транспортним запізненням.