实验六TTL集成逻辑门功能与参数测试ppt课件.ppt
实验一TTL与非门参数的测试,* 实验目的 * 实验注意事项* 实验原理 * 实验仪器与器件* 预备知识 * 实验报告要求* 实验内容 * 实验参考数据,实验项目,TTL集成逻辑门的参数测试组合逻辑电路的设计与测试译码器及其应用数据选择器及其应用触发器及其应用计数器及其应用,实验目的, 了解四输入双与非门74LS20的主要参数。 掌握74LS20的引脚排列及组合构造。 了解74LS20各组构造的内部电路及其逻辑功能。,实验原理,TTL门电路是最简单、最基本的数字集成电路元件，利用其通过适当的组合连接便可以构成任何复杂的组合电路。因此，掌握TTL门电路的工作原理，熟悉、灵活的使用它们是数字技术工作者必备的基本功之一。 本实验采用双“与非门”74LS20，其引脚排列如图1所示:,地,电源,ABCD,图1,它共有2组独立的“与非”门，每组有4个输入端。各组的构造和逻辑功能相同，现以其中的一组加以说明。TTL与非门的电路结构如图2所示: A,B,为输入端，为输出端，与非门的逻辑表达式为ABCD ，当A,B,C,D均为高电平时，为低电平“0”；当A,B,C,D中有一个为低电平或四个均为低电平时，F为高电平“1”。,电位被嵌在2.1V,全反偏,1V,2. 输入全为高电平（3.4V）时或输入全甩空,T2、T5饱和导通,uo =0.3V输出低电平,输入甩空，相当于输入“1”,F=0,+V,图2,扇出系数NO：电路正常工作时能带动的同类门的数目称为扇出系数NO。输出高电平VOH：一般VOH 2.4V。3. 输出低电平VOL：一般VOL 0.4V。4. 高电平输入电流IIH：指当一个输入端接高电平，而其它输入端接地时从电源流过高电平输入端的电流。,四与非门74LS00的主要参数：,5. 低电平输入电流IIL（或输入短路电流IRD）：指当一个输入端接地，而其它输入端悬空时低电平输入端流向地的电流。6. 电压传输特性曲线和关门电平VOFF：图1.1.3所表示的Vi Vo关系曲线称为电压传输特性曲线。使输出电压刚刚达到低电平时的最低输入电压称为开门电平VON。使输出电压刚刚达到规定高电平时的最高输入电压称为关门电平VOFF。,7. 空载导通功耗PON：指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率损耗。,8. 空载截止功耗POFF： 指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率损耗。9.噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大抗干扰值，称为噪声电压容限。输入低电平时的噪声容限为VOFF VIL，输入高电平时的噪声容限为VIH VON。通常TTL门电路的VIH取其最小值2.0V,VIL取其最大值0.8V。,10. 平均传输延迟时间TPD:它是与非门的输出波形相对与输入波形的时间延迟，是衡量开关电路速度的重要指标。一般情况下，低速组件的TPD约为40 60ns，中速组件的TPD约为15 40ns，高速组件的TPD为8 15ns，超高速组件的TPD小于8ns。一个与非门的平均传输延迟时间可以通过下式近似计算： TPD =T/6,T为用三个门电路组成振荡器的周期。,预备知识, 掌握基本的逻辑运算“与”、“或”、“非”、“与非”、“或非”、“异或”、“同或”等及其各种运算的基本表达式，并且怎样用门电路符号表示。 掌握电压表、电流表的使用方法,实验内容,TTL与非门参数的测试,1. 输出高电平VOH的测试电路如图1.1.4所示，把与非门两输入端中的一个或两者全部接地，用万用表测出的输出端电压为VOH，在测量中如果电压值 大于等于2.4V，计作“1”；若测量值 小于等于 0.4V,记作“0”。测出四组数据，将其填入表中。,2. 输出低电平VOL的测试电路如图1.1.5所示, 输入端全部悬空，测出输出端电压即为VOL，将测量的四组数据填入表中.,3. 低电平输入电流IIL的测试电路如图1.1.6所示，从电流表上读出的电流就是与非门的低电平输入电流。用万用表分别测出集成块74LS00中各与非门不同输入端接地时的电流IIL，并将其测量结果填入表中,4. 高电平输入电流IIH的测试电路如图1.1.7所示，测量并记录与非门的高电平输入电流IIH。,5. 空载导通功耗PON的测试电路如图1.1.8所示，从+5V电源输出处用万用表测出电流ION就可以按下式求出空载导通功耗 PON: PON = VCC . ION,6. 空载截止功耗POFF的测试电路如图1.1.9所示，从+5V电源输出处用万用表测出电流IOFF就可以按下式求出空载截止功耗 POFF: POFF = VCC . IOFF,7. 扇出系数NO的测试电路如图1.1.10所示，与非门的两输入端均悬空，接通电源，调节RW，使电压表的读数等于0.4V，读出此时电流表的读数IOL。根据下式计算出该与非门的扇出系数NO： NO = IOL / IIL,与非门传输特性的测试,测量与非门传输特性的电路如图1.1.11所示，调节RW使VI从0.48V变化，分别测出对应的输出电压VO，并将结果填入表中。根据上述实验数据，在坐标纸上画出VO VI的曲线就是被测与非门的传输特性曲线。由图求出VON。并求出使输出下降到规定高电平90%时所对应的输入电压即关门电平VOFF。由此估算输入低电平噪声容限，输入高电平噪声容限,测量平均传输延迟时间TPD,项基本原则按图1.1.12连接电路，用74LS00的三个与非门组成环形振荡器，从示波器读出振荡周期T，然后估算出该与非门的平均传输延迟时间TPD。,TPD测试电路,实验注意事项,* 安全用电，首先检查芯片能否正常工作，以及导线是否导通。* 电路连接完成之后检查无误再接通电源，特别注意74LS00的地与电源引脚不能接错。* 注意万用表电压与电流档的选择。,实验仪器与器件,数字电路实验箱 1个示波器 1台集成电路74LS00 1片元器件电阻： 680，200，1K 共3个电位器：1K，10K 共2个,实验报告要求, 记录实验测得的门电路参数， 并与元件值比较。 列表格整理实验数据。 画出TTL与非门的电压传输特性。,实验参考数据,表1.1.1. VOH和VOL的测试结果,表1.1.2 测试结果,表1.1.3 传输特性的测试结果,
