Методические указания к лабораторной работе "Исследование логических элементов" для студентов направлений «Автоматизация и управление» и«Информатика и вычислительная техника» дневной и заочной (стр. 3 из 3)

считается присутствующим на том входе ЦИС, который не подключен, то есть «висит в воздухе»?

11. Можно ли, имея элементы одного вида, например «И-НЕ», собрать схему, реализующую операцию «ИЛИ-НЕ»? А наоборот?

12. Какой дополнительный элемент необходимо использовать, чтобы установить инверсию сигнала?

13. Допускается ли параллельное соединение ЦИС по входу и по выходу? Если да, то в каких случаях?

14. Поясните выражение «элемент с открытым коллектором», «элемент с расширением по входу».

15. К каким последствиям может привести наличие задержки в ЦИС?

16. Как определяются номера выводов в ЦИС? Приведите рисунки корпусов конкретных ЦИС с обозначением выводов.

в) входной ток логической единицы Iвх¹;

г) входной ток логического нуля Iвх º;

д) выходной ток логической единицы Iвых¹;

е) выходной ток логического нуля Iвых º;

ж) логический перепад;

з) напряжение статической помехи;

и) входное сопротивление;

к) выходное сопротивление;

л) потребляемая мощность в состоянии логического нуля Рпº, в состоянии логической единицы Рп¹, а также средняя мощность потребления Рп ср.;

м) напряжение источника питания;

н) диапазон рабочей температуры;

о) коэффициент объединения по входу Коб (п);

п) коэффициент разветвления по выходу Краз (т) (нагрузочная способность);

динамические параметры:

а) время перехода из состояния логической единицы в состояние логического нуля - t¹´º;

б) время перехода из состояния логического нуля в состояние логической единицы - t º´¹;

в) время задержки включения – t зд¹´º;

г) время задержки выключения - t здº´¹;

7. Какие логические операции выполняет элемент, в обозначении которого входят следующие сочетания букв: ЛИ, ЛЛ, ЛН, ЛС, ЛБ, ЛР, ЛК, ЛМ, ЛД, ЛП, ЛА, ЛЕ?

8. Укажите, в каких примерно пределах допускается изменение напряжение питания ЦИС без ухудшения её работоспособности для большинства схем, выпускаемых серийно промышленностью.

9. С какой целью, при запитывании большого количества ЦИС от одного источника питания, параллельно шинам питания почти всегда у каждой микросхемы подключают конденсаторы? Какие требования

Рис.9

На рис.9. изображена ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика), выполненная на основе многоэмиттерного транзистора, выполняющая операцию «И-НЕ».

Рис.10.

На рис.10 изображены транзисторные логические элементы со связанными эмиттерами, выполняющие следующие операции: F1=Х0+Х1+Х2 и F2 = Х0+Х1+Х2.

5. Программа выполнения работы.

1. Подавая различные комбинации входных сигналов на элементы «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» определить реакцию логических элементов на ту или иную комбинацию. Сравнить полученные результаты с таблицей состояний.

2. Снять и зарисовать осциллограммы входных и выходного напряжений при подаче на входы элемента «И-НЕ» сигналов « f » и « 4f ». Замерить амплитуды сигналов на входе и выходе логического элемента.

3. Зарисовать осциллограммы входных и выходного напряжений логического элемента «ИЛИ-НЕ» при подаче на его входы сигналов « f » и « 4f ». Замерить амплитуды сигналов на входе и выходе исследуемого элемента.

6. Методические указания.

1. Использовать в работе сигналы с генератора прямоугольных импульсов частотой « f » и « 4f ». Для этого подать переключателем питания макетного стенда напряжение на макет «Логические элементы».

2. Проверить осциллографом наличие выходных импульсов с гнёзд « f » и « 4f ».

Перед выполнением работы нарисовать осциллограммы входных сигналов « f » и « 4f » и соответствующие им по времени выходные сигналы с логических элементов «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ».

3. Сравнить экспериментально полученные осциллограммы с предварительно зарисованными. Сделать соответствующие выводы. В отчёте представить таблицы состояний входных и выходных сигналов для логических элементов «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ».

7. Контрольные вопросы.

1. Дайте определение логического элемента.

2. С сигналами какой формы работают логические элементы ?

3. Дайте определение логического нуля и логической единицы.

4. Поясните функциональное назначение, выполняемые операции и

условное обозначение операций, приведите таблицы состояний (таблицы

истинности) и условное обозначение на принципиальных схемах следующих логических элементов:

а) элементов, реализующих операцию логического умножения – конъюнкцию (конъюнкторы, элементы «И», схемы совпадения);

б) элементов, реализующих операцию логического сложения – дизъюнкцию (дизъюнкторы, элементы «ИЛИ», схемы собирания);

в) элементов, реализующих операцию логического отрицания – инверсию (инверторы, элементы «НЕ»);

г) элементов, реализующих универсальные функции – универсальные элементы (элемент «И-НЕ» - элемент Шеффера и элемент «ИЛИ-НЕ» – элемент Пирса);

д) элементов, реализующих несколько функций (функциональные элементы ФЭ).

5. Охарактеризуйте логические элементы по следующим типам:

по типу связи:

а) элементы с потенциальной связью;

б) элементы с импульсной связью;

в) элементы с импульсно-потенциальной связью;

по типу логики:

г) диодная логика (ДЛ);

д) резисторно-транзисторная логика (РТЛ);

е) резисторно-емкостная транзисторная логика (РЕТЛ);

ж) диодно-транзисторная логика (ДТЛ);

з) транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ);

и) эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ);

к) интегральная инжекционная логика (И²Л);

л) МДП-логика.

6. Воспользовавшись справочниками по ЦИС, приведите для какой-либо серии конкретные значения следующих параметров:

статические параметры:

а) напряжение логической единицы U¹;

б) напряжение логического нуля Uº;