Глотов А.Н., Жаркова Н.А., Кузьмина Е.К. Исследование типовых узлов цифровых устройств (2013), страница 4

Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»17Схема лабораторного макетаОглавлениеН.А. Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровых устройств»18Лабораторная работа №5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРОВЦель работы: изучение методов построения и режимов работы различных схемтриггеров, распространенных в цифровой и импульсной технике.Порядок выполнения работыЗадание 1. Исследование триггеров с коллекторно-базовыми связями на биполярныхтранзисторах.1.

Исследование симметричного триггера с раздельным запуском рисунок 5.1.Симметричный триггер с раздельным запуском реализуется на первой схемелабораторного макета. Соберите триггер по схеме, показанной на рисунке.Рабочеесостояниеобеспечиваетсяприподанных напряжениях питания Eп = +12 В исмещения Eсм = -12 В.Измерьте и запишите в отчет напряженияна прямом и инверсном выходах схемы и базахтранзисторов VT1 и VT2. Поочередно подавайтена входы R и S импульсы отрицательнойполярности. Проследите за изменением сигналана выходе схемы.

Сделайте выводы порезультатам исследований. Измерьте и запишитев отчет напряжения уровней логических нулей иединицы.Рисунок 5.12. Исследование симметричного триггера с общим счетным запуском по базам.Симметричный триггер с общим счетным запуском по базам реализуется на первой схемелабораторного макета. Соберите триггер посхеме, как показано на рисунке 5.2..Рисунок 5.2.Подайте на вход C импульсы отрицательнойполярности амплитудой 4 В, длительностью0,5 мкс и частотой следования 10 кГц отгенератора импульсов.Проследите за изменением сигнала навыходе схемы.

Проанализируйте и зарисуйте вотчет осциллограммы синхроимпульсов исигналов на выходе и в контрольной точке.Объясните наблюдаемые процессы. Плавноизменяяамплитудусинхроимпульсов,определите пороговые значения выше и нижекоторых работа триггера нарушается. Сделайтевыводы по результатам исследований.ОглавлениеН.А.

Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»193. Исследование симметричного триггера с управляемым счетным запуском по базам.Симметричный триггер с управляемым счетным запуском по базам реализуется на первойсхеме лабораторного макета. Соберите триггер по схеме, показанной на рисунке 5.3.ПодайтенавходCимпульсыотрицательной полярности амплитудой 4В, длительностью 0,5 мкс и частотойследования 10 кГц от генератораимпульсов.Проследитезаизменениемсигналанавыходесхемы.Проанализируйтеосциллограммысинхроимпульсов и сигналов на выходе ивконтрольнойточке.Объяснитенаблюдаемые процессы.Плавноизменяяамплитудусинхроимпульсов, определите пороговоезначение, ниже которого работа триггеранарушается.

Убедитесь в отсутствииРисунок 5.3верхнего порога. Учтите, что амплитудасинхроимпульсов не должна превышать –20 В. Сделайте выводы по результатамисследований.Задание 2. Исследование несимметричного триггера с эмиттерной связью – триггераШмитта1. Исследуйте процесс формирования триггером Шмитта прямоугольных импульсов изсигнала произвольной формы.Схема несимметричного триггера сэмиттерной связью – триггера Шмитарисунок 5.4.Подайтесфункциональногогенератора на вход триггера Шмиттасигнал синусоидальной или треугольнойформы амплитудой около 5 В и частотойот 1 до 10 кГц.

Проанализируйте изарисуйте в отчет осциллограммывходного сигнала, сигнала на выходе и вконтрольнойточке.Объяснитенаблюдаемые процессы.Рисунок 5.42. Определите уровень логического нуляи единицы на выходе схемы и порогиОглавлениеН.А. Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»20срабатывания и отпускания.

Постройте зависимость выходного напряжения от амплитудысигнала на входе (передаточная характеристика)3. Исследуйте влияния входного сопротивления (Rб1) на работу триггера Шмитта.Задание 3. Исследование триггеров на интегральных логических элементах1. Исследование RS-триггера. Соберите RS –триггер по схеме рисунка 5.5.Заполните таблицу истинности, Объясните наблюдаемые процессы.Рисунок 5.52. Исследование тактируемого RS-триггера (RSC-триггер). Соберите RSC -триггер посхеме рисунок 5.6.Заполните таблицу истинности, Объясните наблюдаемыепроцессы.Рисуно5.63. Исследование D-триггера.

Соберите D-триггер на основе RSC-триггера по схемерисунка 5.7.Заполните таблицу истинности, Объясните наблюдаемыепроцессы.Рисунок 5.7.4. Исследование JK-триггера. Соберите JK-триггер по схеме рисунка 5.8.ОглавлениеН.А. Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»21Рисунок 5.8.Заполните таблицу истинности, Объясните наблюдаемые процессы.5.

Исследование D-триггера. Соберите D-триггер на основе JK-триггера по схемерисунка5.9.Рисунок 5.9Заполните таблицу истинности, Объясните наблюдаемые процессы.6. Исследование T-триггера. Установите для JK-триггера счетный режим. Не изменяясостояния входов J и K подайте синхроимпульсы на счетный вход. Заполните таблицуистинности, Объясните наблюдаемые процессы.Подайте на счетный вход T-триггера импульсы длительностью10 мкс и частотой10 кГц. Проанализируйте и зарисуйте в отчет осциллограммы на входе и выходе Tтриггера.

Определите быстродействие триггера, увеличивая частоту и уменьшаядлительность входных импульсов.Контрольные вопросы1. Укажите способы запуска симметричных триггеров на транзисторах.2. Каковы особенности различных схем запуска триггера?3. Отметьте различия в раздельном и счетном запусков триггеров.4. Что такое ускоряющие емкости? Как их выбрать?5. Определите основные параметры триггера.6. Какие методы повышения быстродействия Вам известны?7. Какие параметры определяют длительности фронтов8.

Каково назначение и применение триггера Шмитта?9. Поясните принцип работы триггера Шмитта. Приведите принципиальную схемутриггера.ОглавлениеН.А. Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»2210.Какимиэлементамисхемы обеспечивается гистерезиспереходнойхарактеристики?11.Какие разновидности цифровых триггеров Вам известны?12.Постройте известные Вам триггеры, используя схему 3.13.Составьте таблицу истинности и приведите примеры временных диаграммкаждой из исследованных схем триггеров.14.Схемы каких триггеров можно построить на основе JK — триггера?15.Какими особенностями обладает каждая из цифровых схем триггера? гдеприменяется?ОглавлениеН.А.

Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»23ОглавлениеН.А. Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровых устройств»24Схема лабораторного макетаОглавлениеН.А. Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровых устройств»25Лабораторная №6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙЦель работы: изучение принципов построения и исследование основныххарактеристик преобразователей код-напряжение, называемых обычно –цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП).

Для исследования используется лабораторныймакет общий для изучения ЦАП и АЦП. Принципиальная схема макета приведена в концеописания лабораторных работ.Порядок выполнения работыПодключите к лабораторному макету источники питания, строго соблюдаяполярность и номинал. Выберите в качестве источника данных на шине данных (ШД)наборный пульт, включив выключатель S2.0. Код данных устанавливается ключамиS1.0S1.7 (ключ S1.0 соответствует младшему разряду, ключ S1.7 – старшему) вдиапазоне 0255. Т.к. коды на наборном поле задаются в двоичной системе счисления, торекомендуется предварительно перевести десятичные коды в двоичную системусчисления и записать их в рабочую тетрадь.Задание 1 Исследование ЦАП на матрице R-2R (с суммированием напряжений).Подключите вход осциллографа к выходу ЦАП1 (КТ4) рисунок 6.1.1.

Определите напряжение смещения нуля навыходе ЦАП1, установив ключи S1.0…S1.7 вположение "0" (код 0).2. Определите Umax, установив ключи S1.0…S1.7в положение "1" (код 255).3. Определитезависимостьвыходногонапряжения ЦАП1 от входного кода для трехучастков диапазона преобразования: начального(коды 20100), среднего (коды 100200) иконечного (коды 200255).4. Определите абсолютную и относительнуюразрешающую способность ЦАП1.5. ОпределитеЦАП1.ОглавлениеотносительнуюнелинейностьРисунок 6.1Н.А.

Жаркова, А.Н. Глотов, Е.К. Кузьмина «Исследование типовых узлов цифровыхустройств»266. Сравните полученные данные с расчетными значениями.Задание 2. Исследование ЦАП на взвешенном резистивном делителе (ссуммированием токов)Подключите вход осциллографа к выходу ЦАП2 (КТ5) макета рисунок 6.2.1. Определитенапряжениесмещения нуля на выходе ЦАП1,установив ключи S1.0…S1.7 вположение "0" (код 0).2. ОпределитеUmax,установивключи S1.0…S1.7 в положение "1"(код 255).3.

Определитезависимостьвыходного напряжения ЦАП1 отвходного кода для трех участковдиапазонапреобразования:начального (коды 20100), среднего(коды 100200) и конечного (коды200255).Рисунок 6.24. Определитеотносительнуюабсолютнуюиразрешающуюспособность ЦАП1.5. Определите относительную нелинейность ЦАП1.6. Сравните полученные данные с расчетными значениями.Контрольные вопросы1.

Назначение и принципы построения ЦАП.2. Структурная схема ЦАП с суммированием токов.3. Время установления напряжения на выходе ЦАП с суммированием токов.4. Как рассчитать выходное напряжение ЦАП с суммированием токов.5. Структурная схема ЦАП с суммированием напряжений на матрице R-2R.6. Как рассчитать выходное напряжение i-го разряда ЦАП на матрице R-2R.7. Как рассчитать выходное напряжение ЦАП на матрице R-2R.8.