厦门大学 数字电路实验报告 实验二

实验二TTL与非门电路参数测试B一实验目的了解TTL与非门参数的物理意义；掌握TTL与非门参数的测试方法；了解TTL与非门的逻辑功能。二实验原理TTL门电路是一类功能齐全的逻辑电路。7400是TTL型中二输入端四与非门。与非门参数：输入短路电流IS：与非门某输入端接地（其它输入端悬空）时，该输入端流入地的电流。输入高电平电流IH：与非门某输入端接Vcc（5V）,其它输入端悬空或接Vcc时，流入该输入端的电流。开门电平VoN:使输出端维持点电平VoL所需的最小输入高电平，通长以Vo=0.4V时的Vi定义。关门电平VoFF：使输出端电平VoH所允许的最大输入低电平，通常以Vo=0.9VoH时的定义。阀值电平VT=（VoFF+VoN）/2。开门电阻RON:某输出端对地接入电阻（其它悬空），使输出端维持低电平（通常以Vo=0.4V）所需的最小电阻值。关门电阻ROFF:某输入端对地接入电阻（其它悬空），使输出端保持高电平VOH（通常以VO=0.9VOH）所允许的最大电阻值。平均传输延迟时间tpd:开通延迟时间Toff:输入正跳变上升到1.5V相对输出负跳变下降到1.5V的时间间隔；关闭延迟时间TON:输入负跳变下降到1.5V相对输出整跳变上升到1.5V的时间间隔；平均传输延迟时间：开通延迟时间与关门延迟时间的算术平均值。Tpd=(TOFF+TON)/2;与非门传输特性：与非门传输特性是输出电压VO随输入电压VI变化的曲线，如图所示。TTL与非门的逻辑特性：输入有低，输出为高；输入全高，输出为低。三实验仪器示波器1台函数信号发生器1台数字万用表1台多功能电路实验箱1台四实验内容测量输入短路电流：测量电路图如图所示，将与非门的每个输入端依次经过电流表接地，电流表的度数为Is.测量输入高电平电流：测量电路图如图所示，将与非门的每个输入端依次经过电流表接5V电源，其余端悬空，电流表的是度数为IH。测量输出高电平VOH,输入关门电平VOFF,关门电阻ROFF：测量电路图如图所示，将任一输入端接RW=10K的电位器到地，其余端悬空，输出端接上规定的模拟负载RL（当扇出系数为10，要求VOH=3.6V）,则下拉电阻为：RL=VOH/2*N*IH=3.6/2*10*50ua=3.6K当RW=0时，测出输出端的电压VOH;若电位器阻值从0逐渐增大，输出电压下降到VOH的90%时，测出的输入电压即为关门电平VOFF,此时的电位器阻值即为关门电阻ROFF。测量输出低电平VOL,输入开门电平VON,开门电阻RON：测量电路图如图所示，将任一输入端接RW=10K的电位器到地，其余端悬空，输出端接上规定的模拟负载RL（当扇出系数为10，要求VOL=0.4V），则上拉电阻为：RL=VOL/N*IL=0.4/10*1MA=390欧姆，当RW=10K时，测出的输入电压即为开门电平VON,此时的电位器的阻值即为开门电阻RON。参数ISIHVOHVOLVONVOFFRONROFFtpd测量0.9277A0.017A3.51V0.188V1.431V0.82V2.543K1.04K6.57ns测量电压传输特性曲线：逐点法测量方法：测量电路图如图所示，旋动电位器RW使门电路输入电压VI从0开始逐渐增加，同时读出电压表的度数VO的值，测出若干点，填入表2，需要注意的是在输出电压从高电平变为低电平的过度时刻取点要密一些。表2电压传输特性曲线逐点测量VI（V）0.0030.8200.8840.9461.0041.006VO（V）3.9743.5503.4623.3733.2833.153VI（V）1.1251.1831.2411.3101.3641.402VO（V）2.9732.7772.5592.1051.1790.064（2）示波器测量方法：测量原理图如图所示，输入正弦波信号Vi（f=200HZ,Vip-p=5V,VIL=0V）,示波器置X-Y扫描。同时X（CHI），Y（CH2） 置DC耦合，观测并定量的画出与非电压传输特性曲线，用示波器比较法测量VOH,VOFF,VOL,VON。并与前面的测量值比较。表3电压传输特性曲线参数参数VOHVOLVONVOFF测量值3.92V0.075V1.243V0.69V平均传输延迟时间的测量：测量电路图如图所示。三个与非门首尾相接便构成环形振荡器，用示波器观测输出振荡波形，并测出振荡周期T，计算出平均传输延迟时间tpd=T/6。五实验要求1了解TTL与非门的电路原理，逻辑功能及外形管脚；2了解TTL与非门的各个参数的物理意义以及测试方法；3掌