Электрические схемы установки

Установка (рис. 4) содержит логические элементы и цепи коммутации, позво­ляющие измерить статические и динамические характеристики. Из статиче­ских исследуются входные токи в режиме логического нуля I ⁰ _вх и логической единицы I ¹ _вх и выходные напряжения ЛЭ U ⁰ _вых и U ¹ _вых. Исследование переда­точной характеристики производится в квазистатическом режиме с исполь­зованием линейной развертки входного напряжения ЛЭ от 0,3 до 4,7 В. При этом на выходе ЛЭ формируется зависимость U_вых (U_вх), которую можно на­блюдать на экране осциллографа.

Вспомогательные источники напряжения, подаваемые на вход и выход ЛЭ позволяют получить зависимость входного тока I ₂и тока нагрузки I ₁ от напряжения. В установке имеется возможность измерить ток потребления ЛЭ в различных режимах.

Из динамических характеристик исследуются время задержки логиче­ского элемента и форма импульсов в моменты нарастания и спада выходных напряжений. Для этого используется режим автогенерации ЛЭ, соединенных по кольцевой схеме.

Рис. 3. Форма колебаний на выходах ЛЭ соединенных по кольцевой схеме

(5)

В исходном состоянии на вход первого ЛЭ через резистор R ₁ поступает логи­ческий "0", поэтому на его выходе - "1", на выходе второго ЛЭ - "0" и на вы­ходе третьего - "1" (рис. 3). Если в момент t ₀ соединить выход третьего ЛЭ с входом первого, то через время t ^1,0 _зад на выходе первого установится "0", еще через t ^0,1 _зад на выходе второго - "1", затем через t ^1,0 _зад на выходе третьего - "0", поступающий на вход первого и т.д. Схема переходит в режим автогенера­ции с периодом

T = 3 (t ^1,0 _зад + t ^0,1 _зад).

(6)

В общем случае, если в кольцо задействовано п элементов, то период колеба­ний

T = n (t ^1,0 _зад + t ^0,1 _зад).

Частоту колебаний, а значит и период можно с высокой точностью определить при помощи частотомера, что позволяет найти сумму (t ^1,0 _зад + t ^0,1 _зад) и среднее время задержки на один ЛЭ. Условием возбуждения колебаний является нечетное количество ЛЭ, объединенных в кольцо.

Рассмотрим содержание модуля и элементов коммутации лабораторной установки. Модуль содержит: формирователь логического нуля и единицы U ⁰ _вх и U ¹ _вх, генератор пилообразного напряжения G с внешним запуском по входу 2 установки, источники регулируемых напряжений в диапазоне 0…5 В G ₁ и G ₂, а также измерители входного и выходного токов I ₂и I ₁ Измеритель I ₁ по­зволяет определить ток потребления ЛЭ от источника питания. Для опреде­ления среднего времени задержки логического элемента предусмотрена воз­можность кольцевого соединения ЛЭ в количестве 3…9 ячеек.

Рис. 4. Схема модуля лабораторной установки для исследования

элементов транзисторно-транзисторной логики

Дата добавления: 2015-05-06