3. Предварительное расчётное задание

Составить принципиальную схему счётчика с заданным коэффициентом счёта К_СЧ на триггерах серий К133 или К155.

Оценить максимальную частоту работы счётчика и максимальное время задержки выходной информации.

4. Рабочее задание

4.1. Исследовать работу асинхронного двоичного счётчика с последовательным переносом.

Поставить переключатель S1 в положение “Генератор НЧ". Переключатель S12 установить в положение 1, при этом индикаторы VD2 – VD8 подключены к прямым выходам Q1 - Q4 асинхронного счётчика DD1 - DD4. На вход Х2 подать логический "0", для чего перемычкой соединить выход Х2 с клеммой Х10 – "Корпус".

4.1.1. Переключателями S2 – S4 организовать перенос с инверсного выхода «0» триггера на вход Т последующего триггера. При подаче на вход счётчика импульса низкой частоты (переключатель S1 поставить в положение "Генератор НЧ") наблюдать картину работы счётчика. Затем переключатель S1 поставить в положение "Генератор одиночных импульсов", переключателем S10 установить счётчик в «0» и, подавая переключателем S10 на вход счётчика одиночные импульсы, фиксировать состояние триггеров счетчика по индикаторам VD2 – VD5.

Заполнить таблицу функционирования по форме табл. 3.7.

Таблица 3.7

Сигналы	Выходы Q и индикаторы VD				Десятичный эквивалент
	Q4	Q3	Q2	Q1
	VD2	VD3	VD4	VD5
0 … 16	0 …	0 …	0 …	0 …	0 … 16

Определить, каким перепадом: фронтом или срезом, входного сигнала тактируются триггеры счётчика.

Для этого, нажимая переключатель S10 "Пуск" и наблюдая состояние индикатора VD1, определить, на каком перепаде входного импульса переключаются триггеры счётчика (индикаторы VD2 - VD5).

4.1.2. Определить максимальную частоту работы асинхронного счётчика.

Переключатель S1 установить в положение "Генератор ВЧ". К выходу XI "Контроль" подключить осциллограф и наблюдать импульсы ВЧ. Переменный резистор R1 "Частота" вывести влево. При этом генерируются импульсы с частотой f_MИН. Индикаторы VD2 - VD5 должны равномерно светиться на высокой частоте. В цифровом индикаторе также светятся все сегменты, что соответствует цифре 08. Увеличивать частоту следования сигналов потенциометром "Частота" до тех пор, пока не прекратится работа счётчика, это регистрируется в блоке индикации в виде произвольного статического состояния двоичного и десятичного индикаторов. С помощью осциллографа измерить частоту срыва работы счётчика .

4.1.3. Измерить задержку переключения четырёхразрядного асинхронного счётчика. Переключатели оставить в положениях, соответствующим п. 4.1.2. Осциллограф подключить к выходу Х9 "Задержка". Переменный резистор R1 "Частота" установить в крайнее левое положение f_MИН. Осциллографом измерить длительность задержки и проверить не менее чем в трёх точках, как задержка зависит от частоты входных импульсов. Частота во время измерений не должна превосходить значение .

4.1.4. Реализовать счётчик с заданным значением К_СЧ (задаётся ведущим занятие преподавателем).

Переключатель S1 установить в положение "Генератор НЧ". Выходы триггеров Q1 – Q4 (X5 - X8) соединить перемычками со схемой DD11 (входы Х2 - Х4) так, чтобы реализовать заданный K_СЧ. Полученный К_СЧ проверяется по показаниям цифрового индикатора. В протоколе зафиксировать вид связей в счётчике и выход, откуда снимаются импульсы с заданным К_СЧ.

4.2. Исследовать работу вычитающего асинхронного счётчика с последовательным переносом.

Вычитающий счётчик может быть реализован двумя способами.

4.2.1. Использованием в качестве выходного кода сигналов инверсных выходов триггеров - при переносе между триггерами сигнала с инверсного выхода триггера на Т – вход следующего триггера.

Переключатель S1 поставить в положение "Генератор НЧ". Переключатели S2 – S4 cобеспечивают соединение Т - входа последующего триггера с - выходом предыдущего. Переключатель S12 находится в положении 2, то есть схема индикации подключена к инверсным выходам счётчика DD1 - DD4. На вход Х2 подан низкий уровень, то есть клемма Х2 соединёна перемычкой с "Корпусом" (клемма Х10).

Наблюдать работу вычитающего счётчика в двоичном коде, анализируя состояния индикаторов.

4.2.2. Использованием в качестве выходного кода прямых выходов - при переносе между триггерами сигнала с прямого выхода триггере Q на Т- вход следующего триггера.

Переключатель S1 по-прежнему в положении "Генератор НЧ", на вход Х2 подан логический «0». Переключатель S12 в положении 1 (схема индикации подключена к прямым выходам счетчика Q). Переключатели S2 - S4 поставить в положение, при котором организуется перенос с выхода Q предыдущего триггера на Т- вход последующего триггера.

Сначала наблюдать работу вычитающего счётчика, а затем, переключив S1 в положение "Генератор одиночных импульсов" и подавая переключателем S10 счётные импульсы, составить таблицу функционирования, аналогичную табл. 3.7.

4.4. Исследовать работу синхронного двоичного счётчика с параллельным переносом.

Переключатель S10 поставить в положение 3 (схема индикации подключена к прямым выходам Q синхронного счётчика). При положении переключателя S12 "Генератор HЧ" составить таблицу истинности при работе счётчика на низкой частоте. При подаче на вход одиночных импульсов, определить, каким перепадом входного сигнала переключается счётчик.

1. Определить максимальную частоту работы синхронного счётчика . Для этого переключатель S1 установить в положение "Генератор ВЧ", переключатель S12 по-прежнему в положении 3. К клемме XI подключить осциллограф, и, регулируя частоту переменным резистором "Частота", зафиксировать индикатором момент срыва работы счётчика. Измерить по осциллографу .

2. Измерить задержку переключения четырёхразрядного синхронного счётчика.

Переключатель S1 в положении "Генератор ВЧ", ручка частоты выведена на минимум, переключатель S12 в положении 3. Осциллограф подключен к выходу Х9 "Задержка". Измерить время задержки и проверить, как задержка зависят от частоты входных импульсов. Частота следования импульсов во время измерений не должна превосходить .

4.4.3. Сравнить частоты синхронного и асинхронного счётчиков (оба счётчика выполнены на однотипных триггерах K134TB1) и объяснить полученные результаты.

4.5. Исследовать реверсивный счётчик на элементе DD9.

Переключатель S12 - в положении 4 (схема индикации должна быть подключена к прямым выходам Q счётчика).

4.5.1. Исследовать работу счётчика в режиме суммирования.

Переключатель S9 установить в положение +1, переключатель S1 находится в положении "Генератор НЧ". Наблюдать на низкой частоте состояние выходов Q1 - Q4 и сигнал переноса 15 (индикатор VD6).

Определить, каким перепадом входного сигнала переключается счётчик и как по отношению к входному сигналу появляется сигнал переноса. В режиме одиночных входных импульсов нарисовать временные диаграммы по выходам Q1 – Q4 и выходам переноса 15 и 15.

4.5.3. Исследовать работу счётчика в режиме вычитания.

Переключатель S9 поставить в положение - 1. Наблюдать процесс счёта и формирования переноса 0 (индикатор VD9) при работе на низкой частоте.

В режиме одиночных импульсов определить, каким перепадом входного сигнала переключается счётчик и когда по отношению к входному сигналу появляется сигнал переноса 0. Нарисовать временные диаграммы на выходах Q1 - Q4 и выходах переноса 15 и 0.

4.5.4. Исследовать начальную установку счётчика при работе в режиме вычитания. Данное исследование провести в соответствии с п. 4.5.2.

4.6. Исследовать делитель частоты, управляемого кодом.

Переключатель S12 в положении 5, подключен к управляющим входам D1 – D8 делителя частоты DD10. Установить делитель частоты в нулевое состояние переключателем S11 .Входной код задаётся переключателями S1 - S2. Индикатор VD8 показывает состояние выхода делителя. Задавая произвольный код переключателями S5 – S8, на низкой частоте и наблюдать процесс работы делителя частоты. Затем переключатель S1 поставить в положение "Генератор одиночных импульсов". Определить в каком соотношении по длительности и фазе находятся входной и выходной импульс при разных коэффициентах деления. Нарисовать временные диаграммы работы делителя частоты при заданном коэффициенте деления К_СЧ (задаётся ведущим преподавателем).