Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Что такое баня,знают все.Даже те,кто баню не любит.Но что такое баня для Чукотки,-это знают не многие.В каждом поселке,большом или маленьком,она обяза...полностью>>
'Статья'
Настоящий Закон определяет принципы и порядок осуществления валютных операций на территории Республики Казахстан, права и обязанности субъектов валют...полностью>>
'Анализ'
В настоящее время для России стал актуальным и вопрос диверсификации рынков сбыта что должно привести к укреплению энергетической независимости страны...полностью>>
'Документ'
Тиждень толерантності відбувся 16 .11.2011 р. в загальноосвітній школі І-ІІ ступенів № 2. Толерантність необхідна у взаєминах між окремими людьми, у ...полностью>>

Методические указания и описание лабораторной работы по дисциплине "Вычислительная техника и информационные технологии" "Исследование устройств на основе логических интегральных схем. Исследование генератора импульсов на лэ"

Главная > Методические указания
Сохрани ссылку в одной из сетей:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский технический университет связи и информатики

Волго-Вятский филиал

Кафедра Общепрофессиональных дисциплин

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой ОПД

доцент________ Ю.М. Туляков

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Методические указания и описание лабораторной работы

по дисциплине "Вычислительная техника и информационные технологии"

"Исследование устройств на основе логических интегральных схем. Исследование генератора импульсов на ЛЭ"

г. Нижний Новгород – 2010 год.

Исследование устройств на основе логических интегральных схем. Исследование генератора импульсов на ЛЭ

Составитель старший преподаватель Конев А.Ю.

Издание одобрено на заседании кафедры «___» _____________ 200__ г.

Протокол № ____

Цель работы: Изучить основные способы применения логических интегральных микросхем в комбинационных устройствах для генерации импульсных сигналов.

Оборудование: Учебные стенды "Электроника"– 4 комплекта, осциллограф С1 – 83 – 4 комплекта, мультиметр цифровой – 4 комплекта.

Лабораторное задание:

1. Ознакомиться с лабораторными установками.

2. Внести в протокол паспортные данные исследуемой ИМС.

3. Исследовать работу комбинационной схемы.

4. Исследовать генератор импульсов на ЛЭ.

5.Составить отчёт по работе.

Основные теоретические сведения.

Изучить литературу и конспект лекций. При изучении литературы следует обратить внимание на то, что логические схемы лежат в основе всей цифровой техники.

В первую очередь из логических схем состоят комбинационные устройства любой сложности, например, арифметико - логические устройства микропроцессоров. Напомним, что комбинационными (цифровыми автоматами без памяти) называются цифровые устройства мгновенного действия, выходные сигналы которых определяются входными, действующими в рассматриваемый момент времени. Логические операции производятся над величинами, характеризующими взаимоисключающие понятия: есть и нет, т.е. имеющими только два значения. Для операций с логическими величинами используют двоичный код, одно из значений принимают за единицу, другое - за ноль:

В электрических схемах, реализующих логические функции, сигнал, соответствующий логической единице, представляют некоторым напряжением U1 или уровнем логической единицы и сигнал, соответствующий логическому нулю, обозначают U0. Как правило, U1>U0.

Следует помнить, что любые операции, выполняемые над логическими величинами, можно свести к комбинации трех простейших: инверсии (операции отрицания НЕ), логическому сложению - дизъюнкции (операции ИЛИ) и логическому умножению - конъюнкции (операции И). Более того, можно использовать только схемы И - НЕ или только схемы ИЛИ-НЕ.

Кроме того, логические ИМС применяются для формирования и генерации импульсных сигналов.

Формирователи импульсов (ФИ) преобразуют поступающие на их вход импульсные сигналы, изменяя один или несколько их параметров. ФИ могут быть построены с использованием только логических элементов (ЛЭ), либо на ЛЭ и R, L, С компонентах.

В состав наиболее широко применяемых ИМС серий 155 (555) и 561 входят специально разработанные формирователи (К155АГ1; К561АГ2).

Генераторы (точнее автогенераторы) являются устройствами, создающими периодические электрические сигналы с определенными параметрами (амплитудой, частотой, скважностью и т.д.) при подведении к ним постоянного питающего напряжения.

В лабораторной работе используются схемы транзистор-транзисторной логики типа 4-2И-НЕ (К155ЛА3), паспортные данные которых приведены в приложении. Как было отмечено ранее с помощью только одних схем И-НЕ можно реализовать любое комбинационное устройство. Например для реализации элемента НЕ можно использовать схему И-НЕ, в которой соединены все входы.

П
ри подготовке к лабораторной работе нарисуйте принципиальную схему устройства, состоящую из элементов 2И-НЕ и реализующую функцию 2ИЛИ-НЕ и запишите, соответствующую ей таблицу состояний (табл.23.1).

X1 X2 Y

0 0

0 1

1 0

1 1

Порядок выполнения работы

1. Исследовать работу комбинационной схемы.

1.1. Собрать разработанную при подготовке к работе схему, реализующую операцию 2ИЛИ-НЕ, содержащую только элементы 2И-НЕ. Подключить источник питания (номинальное напряжение питания указано в приложении). Создать поля согласно контрольным точкам. Вывод №7 вывести на отдельное поле (для подключения источника питания, осциллографа и второго источника).

Подключая входы 1 и 2 к общей точке (сигнал логического нуля) или к шине питания (сигнал соответствующий логической единице) и измеряя выходное напряжение, проверьте правильность таблицы состояний собранной схемы.

2. Исследовать генератор импульсов на ЛЭ.

2.1. Собрать устройство согласно схеме на рис.23.2.



2.2. Подключить "Вход 1" осциллографа к выходу генератора, т.е. к выводу "8" ИМС DD1. Зарисовать осциллограмму генерируемого сигнала.

2.3. Подключая "Вход П" осциллографа к разным точкам схемы, зарисовать осциллограммы 2...4 под осциллограммой 1.

2.4. Измерить с помощью осциллографа период колебаний (T) и рассчитать частоту генерируемых колебаний по формуле:

2.5. Увеличить емкость конденсатора С=1,5 мкф. Повторить измерения по п.п. 2.2. - 2.4.

2.6. Установить R=4,7 кОм. Повторить измерения по п.п.2.2. - 2.4.

3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

  • паспортные данные исследуемой ИМС;

  • схемы исследований;

  • осциллограммы сигналов и их параметры.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Дайте определение и составьте таблицы состояний для схем НЕ, 2И, 2ИЛИ.

  2. Почему схемные реализации операций И-НЕ, ИЛИ-НЕ проще, чем операции И, ИЛИ?

  3. Как влияют величины R и С на частоту генератора импульсов на ЛЭ рис.23.2?

  4. Как влияют величины R и С на длительность импульсов на выхо­де формирователя рис.23.3?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочные данные исследуемых в лаборатории электронных приборов и интегральных микросхем

П1. Выпрямительные, импульсные и высокочастотные диоды

Тип диода

Структура

Iпр доп, мА

Uобр доп, В

fmax, кГц

восст, мкс

D2 Е

Ge, точечный

16

50

3

D2 Ж

Ge, точечный

8

150

3

D7 Г

Ge, сплавной

300

200

2,4

D7 Ж

Ge, сплавной

300

400

2,4

D9 Е

Ge, точечный

20

30

3

D104

Si, микросплавной

30

100

150

0,5

D226

Si, сплавной

300

200

1,0

KD503A

Si, эпитаксиально-планарный

20

30

0,01

D312

Ge, диффузионный

50

75

0,7

П2. Стабилитроны и стабисторы

Тип диода

Структура

Uст, В

Icм min, мА

Icм max, мА

rD, Ом

D814 Б

Si, сплавной

8...9,5

3

36

10

D814 D

Si, сплавной

11,5...14,0

3

24

18

КС156 Т

Si, диффузионно-сплавной

5,6

1

22,4

100

D219 C

Si, микросплавной стабистор

0,57

1

50

KC113 A

Si, диффузионно-сплавной стабистор

1,17...1,8

1

100

80

П3. Биполярные транзисторы

Тип транзистора

Структура

h21Э

fh21Э(fT), МГц

Iк доп, мА

Uкэ доп, В

Рк доп, мВт

к, мкс

Ск(10В), пФ

МП37Б

n-р-n, Ge, сплавной

20-50

1,0

20

15

150

40

МП39Б

р-n-р, Ge, сплавной

20-50

0,5 1,5

20

20

150

40

КТ315Б

n-р-n, Si, эпитаксиально-планарный

50-350

(250)

100

20

150

0,5

7

КТ361Б

р-n-р, Si, эпитаксиально-планарный

50-350

(250)

50

20

150

0,5

9

(ТР 2) МП 37 (ТР 27) КТ 315

МП 39 КТ 361

Б К Э

П4. Полевые транзисторы

Тип транзистора

Структура

Ic доп

(Ic нач)

Uси доп, В

Рс доп, мВт

Сзи, пФ

Сзс, пФ

Сси, пФ

rк, Ом

Uотс, В

КП103И

n-р-переходный р-канальный

(0,8-1,8)

12

21

20

8

-

30

0,8-3

КП103Е

-------------------------

(0,4-1,5)

10

7

20

8

-

50

0,4-1,5

КП103М

-------------------------

(5-7,5)

10

120

20

8

-

60

3-5

КП301Б

р-МОП, индуцированный канал

15

20

200

3,5

1

3,5

100

-4

КП305Д

n-МОП, встроенный канал

15

15

150

5

0,8

5

80

-6

(ТР 67) КП 103 (ТР 69) КП 305 (ТР 71) КП 301

П5. Интегральные микросхемы

Все используемые в лаборатории микросхемы имеют прямоугольные пластмассовые или керамические корпуса типов 201.14.1-201.14.9 с расположением 14 выводов в 2 ряда

(метка может быть выполнена в виде точки около первого вывода).

К140УД20. Сдвоенный операционный усилитель.

1(7) - инвертирующий вход ОУ;

2(6) - неинвертирующий вход ОУ

4 - вывод для подключения источника "-Uп"

12(10) - выход ОУ

13(9) - вывод для подключения источника "+Uп"

(Цифры в скобках относятся ко второму ОУ, размещенному на этом кристалле).

К553УД2; КР1408УД1 Операционные усилители

4 - инвертирующий вход ОУ

5 - неинвертирующий вход ОУ

6 - вывод для подключения источника "-Uп"

10 - выход

11 - вывод для подключения источника "+Uп"

3, 12 - выводы для подключения цепей внешней частотной коррекции ОУ (должна быть подключена в любой схеме на основе ОУ; может не быть показана на принципиальной схеме).

Основные параметры ОУ, исследуемых в лаборатории

Тип ОУ

Kyv 103

Uсм, мВ

Iвх, мкА

Iвх, мкА

f1, МГц

Uv.вых, в/мкс

Кос сф дБ

Uвх, В

Uвх сф, В

Uп, В

К553УД2

20

7,5

1,5

0,5

1

0,5

70

10

10

+(6-15)

К140УД20

50

5

0,2

0,05

0,55

0,3

70

12

11

+(6-15)

для каждого ОУ

К176ЛП1 Универсальный логический элемент КМОП-структуры (при соответствующей коммутации может быть использован в качестве трех элементов НЕ, элемента НЕ с большим коэффициентом разветвления, элемента 3И-НЕ, элемента 3ИЛИ-НЕ и триггерной ячейки).

Основные электрические параметры: напряжение питания Uп=9В+5%, уровни логических сигналов U0вых  0,3В; U1вых  8,2В; потребляемый ток, мА, не более 0,3; среднее время задержки распространения  200 нс.

Работоспособность сохраняется при уменьшении напряжения питания до 5В. Допустимый диапазон входных сигналов (0 - Uп).

К176ЛА7,

К176ЛА8. 4 элемента 2И-НЕ КМОП-структуры

Принципиальная схема каждого из элементов 2И-НЕ.

Предельные и основные электрические параметры как для К175ЛП1.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Программа по кафедре Вычислительной техники основы Cхемотехники ЭВМ

    Программа
    Программа разработана в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины и в соответствии с примерной программой дисциплины, утвержденной департаментом образовательных
  2. Техника гипноза

    Документ
    местах почитания ками строились постройки или просто ограждались каменными оградами. Древние японские жрецы занимались поддержанием родовых обрядов и традиций, сохраняли мифологию и обычаи племени.
  3. Рабочая программа учебной дисциплины «Схемотехника электронных средств» для студентов обучающихся по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств»

    Рабочая программа
    Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств».
  4. Рабочая программа учебной дисциплины «Основы схемотехники» для студентов обучающихся по специальности 210404 «Многоканальные телекоммуникационные системы»

    Рабочая программа
    Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210404 «Многоканальные телекоммуникационные системы».
  5. Республики Беларусь «24» (2)

    Пояснительная записка
    Е.М. Демидович - доцент кафедры электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.

Другие похожие документы..