Книга: Лабник - Цифровые цепи

Распознанный текст из изображения:

УЛК

621 38

П-548

УЛК 621 38 061(076 5)

Утверлгдегго учебным унранхеннем ЫЭИ

Подготовлена на кафедр» элехтротехнитг и интрпсхопии

ПОЛ)РХОН М.Ю.

Лабораторные работы №1-5. Методическое пособие по курсу "Цифровые

цепи".— Мх Из д-во МЭИ, 2000.— 8 с

Руководство к каждой работе солсржнэ задание„сведения а порядке

проведения работы, вопроаы к защите.

Рабаты проводятся в лаборатории электроники кафедры

электротехники и интроскопии на специализированных сэ силах

Продолжительность лабораторного занятия 4 часа

Предназначено дпя студентов специальности 19 02,

Учебное издание

ПОЛЯКОВ Михаил Юрьевич

Лабораторные работы №1-5

Методическое пособие

по курсу

"Цифровые цепи**

ляя студентов специальности 19.02

Редактор издательства Н Л Черныш

ЛР № 020528 от 05.06.97

Темплан издания МЭИ 1999(!!), метад Формат 60484)16

Подпнавна в печать 24 12 99 Печать афсвтнвв

Печ л. 0,5 Тираж!00 РЬл№ 146 Звквэ 103

Издательство МЭИ, ! 11250, Москва, Красноказармечная, л.14 Огпвчвтвна в гнпагрвфнн ЦНИИ "Электроника", 117415, Мааввв, просп Вернвлскага, л 39

Московский энергетический институт, 2000

-3-

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование работы биполярного транзистора в ключевом

режиме

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 1. Заготовить протокол лабораторной работы. 2. Провести исследование каскада с ОЭ. ВНИМАНИЕ! Г)би(ее яранюо рпботы с иссхгдугоыни схгэнмт

УЛабые изменения е сггэн. производятся нри гэткэ)ачсг~гпщпшнании и источнике еходногп сигнаэа, нрн нкчтч внии, В ПЕРВ УЮ () ЧЕРЕДЕ, подается нанря.вгение питания есеи схг иы, а ухге затеэ~ - нхог)нпи сигнаэ, порядок еыкэгачег~ия гвены обратный, т.е В ПЕРВУЮ О'ГЕРЕУ(Ь, гттоачагтгя источник входного сигнаэа, и только после этого - гэстгэчгнгх ппнггэ~аи(гч и напряхгегпт. гесаблнн)еннг' эпнгх нраеи г принт)нт х ныхас!у иггэгг)угэюго пбьекта из строя

2.1 Снять статическую переходную харакгерисэику !),„„(П„) и 16 ГН,„) измеюш Н„от О по 2 В для 1О значений Н,в!см рис 1 !), причем 3 значения измеряемых величин должны лежать в области насыщения транзистора Построить гю

эв „„„статическую переходную характеристику, Овв ОПрЕдЕЛИтЬ !еж,в, )щэ !СМ ПрИЛОжЕНИЕ).

Измерение тока базы производится измере- 470

наем пиления напряжения на базовом Ряс! 1

сопротивлении, а тока коллектора - на коллекторном. УБП2 - универсальный блок питания. 2.2. Подать на вход транзисторного ключа (см. рис, 1 2) сигнал прямоугольной формы с частогой 20 кГц и 200 кГц. Определить 1„„„, г,„т, 1,„» прн разных зна-

(Ь чениях степени насыщения 5=)ьт!а ', 8=1, 2, 3. Сделать вывод о зависимости ° эгв

1,„,,1, т и( «от 8 Зарисовать временные

овнв диаграммы Н„и Нв„, лля одного из случаев.

Нв 18 г гт ов

Увеличить номинал сопротивления К, ло

не 476 4,7 кОм. ОпРеделить1, в,гент,гэвх Лла 20 кГц н 200кГц и 5=1. Определение всех времен производить по лвухлучевому осциллографу. Вопросы к защите: режимы работы биполярного транзистора (БТ]; использование БТ в цифровой технике, особенности работы БТ в ключевом режиме, анализ статической переходной характеристики, времена задержки; их определение, причины возникновения, зависимость их величины от различных параметров и режимов; способы их уменьшения

Приложение Расчет коэффициента передачи по току . Бэт = 1ь ) 1„, 1 8 нж - ток базы транзвсюра, при котором он начинает входить в насыщение;

Распознанный текст из изображения:

!вт - суммарное время задержки фронта н времени нарастания импульса;

г,„т — суммарное время задержки среза импульса н времени среза;

!зел =0.5 ( !ввв ч ! ).

ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА№2

Исследование параметров логических элементов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№ 3

Триггеры на логических элементах

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1 Заготовить протокол лабораторной работы.

2. Ознакомиться с типами триггеров и нх применением в качестве делителей

частоты на 2

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 1 Заготовить протокол лабораторной работы. 2.Составить таблицу нстннностн для элементов К561ЛН2 н К155ЛАЗ. За Снять зависимость тока потреблення 1„„„= Р(Х), где Н - число выходов, находящихся в состоянии логической 1 для микросхемы (млс) К155ЛАЗ. ВНИМАНИЕ' для получения прааизвззых результатаа, состояние всех бхадав даллгззо быть определено (либа О, .либо !2

Зб Измернть 1„, для имеющихся млс КМОП - логики лля случая максимального 1„,„нэ опыта За Объяснить результат и сделать соответсвующнй вывод.

4 Снять переходную характернстнку П,„= Р(П,„) для К155ЛАЗ, наблюдая П,ю по вольтметру н оспнллографу и изменяя П, от 0 до Птп, а затем обратно от Ротко 0 Построить полученные зависимости. 5 Измерить времена задержки ! ы р" и г,в р" прн частоте следования входных импульсов ~220 кГц. Рассчитать среднее время задержки распространения, как среднее арнфме((вхм(с тнческое этих времен, зарисовать форму импульсов

Обратите внимание на правильную схему подачи

входного сигнала (см. рнс. 2.! ). Непгзсредственная оно подача сигнала с генератора мплгвт привести к выходу микросхемы из строя Графическое изображение элементов приведено на

рнс. 2.2. мзлнз

Вопросы к защите: объясюпь внд завнснмостн, хзббпзз

полученной в пп. За; объясннть результаты, з

полученные в пп. Зб, различные варианты з в сннження тока потребления микросхем, нх в в, преимущества и недостаткн, выводы, которые

можно сделать нз имеющейся статической з\ переходной характеристики, логические уровни и нх допустимый разброс; зона неопределенностн; ' все вопросы по временам задержки, сравнение м(с разных серий по бысгродействню. Моделнрованне различных схем по заданной Рнс. 2.2 логической функции.

и

Ут нное

б *

Эн мвтетен е в

Б

Уововное

обозначение

Эоеарннеотв озоне

е о

4 . Пользуясь результатами предыдущего пункта построить схему и собрать

лелнтель частоты на 2. Испытать его.

Вопросы к защите: зрнп еры, типы триггеров и нх основные свойства, построе-

нне различных триггеров на основе элементарной логики; использование триг-

геров, как составных частей более сложных устройств и в практической схемо-

технике; различные способы устранения дребезга контактов.

ЗАДАНИЕ В ЛАБОРАТОРИИ

1. Исследование работы ассннхронного

ЕЗ-трнггера .

Собрать схему ассннхронного КБ-трнггера и

составить его таблицу состояний

2 Исслелованне работы синхронного

Р.б-триггера.

Собрать схему сннхронного

Кб-триггера, составить его таблицу

состовннй и построить временные

диаграммы .

3 . Исследование работы Р-трнггера на

м(с К!55ТМ2 .

Составить таблнцу состояний и построить

временные днаграммы работы Р-трнггера

Й

Е

Распознанный текст из изображения:

-6-

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№4

Автогеиераторы

ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1 Изучить назначение и применение мультивибраторов и одновибраторов

2 Ознакомиться со схемами устройств, исследуемых в лабораторной работе и

разобрать принцип их работы Качественна оценить зависимость выходной

частоты автогенераторов от номиналов элементов схем.

3 Заготовить протокол для работы в лаборатории

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

! Собрать схему простейшего мультивибратора

Исследовать зависимость выходной частоты

мультивнбратора ат постоянной времени

Г = Р ( т), где т 4ВС

Рекомендуется первоначально, для облегчения

возбуждения мультивибратора выбрать номинал

~гРРг

резистора К в диапазоне от 240 до 470 Оч .

2 Низкочастотный генератор прямоугольных импульсоа ап лтвл Исследовать зависимость выход-

3 3 най частоты мультнвибратора от постоянной времени (à — — Р ( т), где т Г-ВС) Исследовать зависилюсть 1

ззс частоты мультивибратора от отношения номиналов резисторов, обозначенных на схеме как 470к и 22к

3 Ждуший мультивибратор (олновнбратор) на элементах?И-НЕ. Снять и построить зависимость длительности выходного импульса Т от

! Г постоянной времени т, где ТГ ВС

вчл

лл Рекомендуется выбирать номинал сопротивления й, лежащий в

и диапазоне от 100 до 500 Ом

4. Жлуший мультивибратор иа микросхеме К155АГ'1 Для нормальной работы микросхемы первоначально рекомендуется выбрать наминал сопротивления й, лежащий в диапазоне от 2 до 40 кОм, а конденсатора С - в диапазоне от 1О нФ до 1О мкФ Исследовать зависимость длительности выходного импульса Т мультивибратора,от постоянной времени т, где т =ВС, при работе мультивибратора по заднему фронту входного сигнала. Для этого необходима на вход А) лопать логическую 1, на вход

-7-

В - также 1, на А2 - последовательность импульсов частотой около 200 гц с генератора прямоугольных импульсов.

Зарисовать временные диаграммы. Проверить работу мультивибратора при его работе по переднему фронту входного сигнала. Для этого необходима на вход А! подать логический О, состояние входа А2 безразлично, на вход В - последовательность импульсов той же частоты, что и в предыдущем эксперименте.

Зарисовать временные диаграммы, обратить внимание на их различие.

Подать на вход мультивибратора последовательность импульсов, период которых меньше длительности импульса, формируемого мультивибратором Зарисовать полученную временную диаграмму и объяснить ее.

Вопросы к защите: особенности работы и примеры практического использования мультивибраторов; обсуждение вида зависимости, полученной в п ! данной ЛР Подробный анализ работы всех устройств, зависимость параметров выходного сигнала от номиналов элементов, условия возбуждения, временные диаграммы работы в рыных точках схем

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Счетчики

ов щ

оз

оз

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1 Исследование четырехразрядного реверсивного двоична-десятичного счетчика К! 55ИЕ6.

1.1. Осуществить на представленном счетчике счет до 15 и обратна, подавая на вход счетчика последовательность импульсов от кнопки, и решив предварительно проблему устранения влияния дребезга ее контактов. Изобразить собираемую схему Зафиксировать в протоколе состояния выходов счетчика

о

2

з

те

сл

1 2 Осуществить счет вперед и

назад, подав на вход счетчика последавазельиость прямоугольных

импульсов частотой !О кГц и

имеющую логические уровни 0 и 1. Составить временные диаграммы Изучить сасгояние на выходах ТСп„н и ТСбччл Включить их во временные диаграммы. Измерить ток потребления микросхемы.

1.3. Осуществить загрузку в счетчик числа ш, где ш = № стенда э 4 О - входы записи числа, РЕ - инверсный вход разрешения.

ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ 1'АБОТЕ 1 Изучить назначение, разновилности и возможное применение счетчиков. 2. Ознакомиться со схемами устройси, исследуемыми в лаборагорной работе и разобрать особенности их работы. Разработать схему устранения влияния дребезга контактов механического переюпочателя.

3 Заготовить протокол для работы в лаборатории

Распознанный текст из изображения:

ог

м. ю. поляхов

Вопросы к защите: назначение и

области применения счетчиков; прак-

тические схемы с использованием

счетчиков;синтезирование счетчиков-

делителейна 1О, 16, и то,

счетчиков с возможностью

предварительной загрузки,

реверсивных.

Апсзг4А

АЛСЗгш

Х17ВИЕЗ

К17ЕИЕ4

ЛИТЕРАТУРА

ЛЖ/~

2ООО

Москва

-8- 2. Собрать и проиерить работу устройства подсчета и индикации числа

входных импульсов, подаваемых от сигнал

кнопки. Блок-схема собираемого 4ИОПХИ спдк сч Б устройства изображена на рис. 5.1, где

СПДК- схема подавления дребезга Рис.в 1 контактов, СЧ- счетчик К!76 ИЕЗ (либо ИЕ4), И - семисегментный светодиодный индикатор АЛС324А, либо АЛС321А

1. Шило В.Л Популярные цнеровые микросхемы Справочник. Мг Рацио и

связь, !987. 352 с.

2. Иванов В.И., Аксенов А.И., Юшин А.М Полупроводниковые оптоэлектрон-

ные приборы: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп М. Знергоатомиздат, 1988.

448 с.

3. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискреттых устройств на

интегральных микросхемах: Справочник Мз Радио и связь, 1990. 304 с.

УДК

621.38

П-548

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Лабораторные работы №1-5

Методическое пособие

по курсу

"Цифровые цепи"

дли студентов специальности 19.02