ETR.pdf

(1359 KB) Pobierz
1. Zapisać liczbę w kodzie binarnym, BCD i Graya oraz liczbę − w zapisie
uzupełnień do 2. Wszystkie kody przedstawić w zapisie zerojedynkowym i w zapisie
heksadecymalnym.
Kod binarny:
113 =0111 0001 =71
Kod BCD:
113 =0001 0001 0011 =113
Kod Graya:
113 =0111 0001 =0100 1001 =49
Kod uzupełnień do 2:
113 =256 −113 =143 =1000 1111 =8
(lub korzystając z algorytmu zamiany liczby na jej uzupełnienie do 2: mniej znaczące zera
pozostawiamy bez zmian, najmniej znaczącą jedynką pozostawiamy bez zmian, a
pozostałe bity negujemy)
2. Na podstawie tablicy funkcji wypisać funkcję logiczną = , , :
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 0
W postaci sumy iloczynów:
=
∙
∙ +
∙ ∙
+ ∙
∙
(w postaci iloczynu sum: = + + ∙ +
∙
+ + ∙
+
+
+
∙
)
+
+
3. Omówić właściwości tranzystora bipolarnego w zakresie odcięcia i nasycenia.
Zakres odcięcia (zatkania): oba złącza spolaryzowane zaporowo, obwód kolektora
praktycznie nie przewodzi, płynie tylko znikomy prąd zerowy o charakterze prądu
upływu.
Zakres nasycenia: oba złącza spolaryzowane w kierunku przewodzenia, prąd nie jest
proporcjonalny do ; prąd ustalony przez elementy zewnętrzne, napięcie małe.
 
4. Narysować i omówić przebieg napięcia wyjściowego klucza z tranzystorem
bipolarnym npn w układzie wspólny emiter, sterowanego napięciem prostokątnym.
Narysować i omówić przebieg napięcia wyjściowego klucza z tranzystorem
bipolarnym npn w układzie wspólny emiter, sterowanego napięciem prostokątnym.
Narysować i omówić przebieg napięcia wyjściowego klucza z tranzystorem
bipolarnym npn w układzie wspólny emiter, sterowanego napięciem prostokątnym.
5. Wyjaśnić pojęcie czasów propagacji bramki logicznej,
parametru dla współczesnych bramek logicznych.
Wyjaśnić pojęcie czasów propagacji bramki logicznej, podać rząd wartości tego
parametru dla współczesnych bramek logicznych.
podać rząd wartości tego
Czas propagacji jest to czas jaki upływa pomiędzy zboczem impulsu wejściowego,
powodującym przełączenie bramki, a zboczem impulsu wyjściowego. Określa szybkość
działania bramki i, pośrednio, maksymalną często
mierzyć czas pomiędzy środkowymi wartościami napięć tak, jak to pokazano na rysunku:
Czas propagacji jest to czas jaki upływa pomiędzy zboczem impulsu wejściowego,
powodującym przełączenie bramki, a zboczem impulsu wyjściowego. Określa szybkość
działania bramki i, pośrednio, maksymalną częstotliwość przełączania bramki. Przyjęto
mierzyć czas pomiędzy środkowymi wartościami napięć tak, jak to pokazano na rysunku:
Czas propagacji jest to czas jaki upływa pomiędzy zboczem impulsu wejściowego,
powodującym przełączenie bramki, a zboczem impulsu wyjściowego. Określa szybkość
tliwość przełączania bramki. Przyjęto
mierzyć czas pomiędzy środkowymi wartościami napięć tak, jak to pokazano na rysunku:
Indeksy H i L wskazują kierunek
zmian
Indeksy H i L wskazują kierunek
sygnału
sygnału
wyjściowego.
Czasy propagacji
zazwyczaj są różne. W katalogach
podawany
propagacji i
zazwyczaj są różne. W katalogach
jest
jest niekiedy czas
propagacji jako średnia wartość
propagacji jako średnia wartość
czasów
propagacji
propagacji
w
obydwu
kierunkach zmian
kierunkach zmian.
Dla bramek TTL czas propagacji wynosi około
oznaczonej znakiem H (High speed) mają
układów serii standardowej, a układy oznaczone znakiem L (Low speed)
większy od układów serii standardowej.
dziesiątek pikosekund (dla najszybszych układów t
propagacji wynosi od kilku do kilkudziesięciu nanosekund.
k TTL czas propagacji wynosi około 1015 dla serii standard. Układy serii
oznaczonej znakiem H (High speed) mają czas propagacji około 2,5
układów serii standardowej, a układy oznaczone znakiem L (Low speed)
od układów serii standardowej. Dla układów ECL czasy propagacji dochodzą do
dziesiątek pikosekund (dla najszybszych układów tej klasy). Dla układów CMOS czas
propagacji wynosi od kilku do kilkudziesięciu nanosekund.
dla serii standard. Układy serii
5 raza mniejszy od
układów serii standardowej, a układy oznaczone znakiem L (Low speed) około 2,5 raza
Dla układów ECL czasy propagacji dochodzą do
ej klasy). Dla układów CMOS czas
6. Wyjaśnić pojęcie obciążalności bramek logicznych.
Wyjaśnić pojęcie obciążalności bramek logicznych.
Obciążalność układów cyfrowych to maksymalna liczba wejść układów, o tej samej co
układ sterujący budowie
sterującego bez przekroczenia wartości granicznych wyjściowych poziomów logicznych.
Typowa obciążalność układów TTL przyjmuje wartość
układów cyfrowych to maksymalna liczba wejść układów, o tej samej co
układ sterujący budowie obwodów wejściowych, jakie można dołączyć do układu
sterującego bez przekroczenia wartości granicznych wyjściowych poziomów logicznych.
Typowa obciążalność układów TTL przyjmuje wartość 10 .
układów cyfrowych to maksymalna liczba wejść układów, o tej samej co
obwodów wejściowych, jakie można dołączyć do układu
sterującego bez przekroczenia wartości granicznych wyjściowych poziomów logicznych.
7. Wyjaśnić pojęcia gwarantowanego i typowego marginesu zakłóceń, cz
marginesu zakłóceń całkowicie określa odporność na zakłócenia?
Wyjaśnić pojęcia gwarantowanego i typowego marginesu zakłóceń, cz
marginesu zakłóceń całkowicie określa odporność na zakłócenia?
Wyjaśnić pojęcia gwarantowanego i typowego marginesu zakłóceń, czy wartość
Margines
zakłóceń
to
wartość
napięcia
jakie
może
zostać
dodane
dodane
do
napięcia
wyjściowego układu sterującego bez zmiany wartości logicznej sygnału.
wyjściowego układu sterującego bez zmiany wartości logicznej sygnału.
wyjściowego układu sterującego bez zmiany wartości logicznej sygnału.
Gwarantowane marginesy zakłóceń dla stanu
niskiego i wysokiego dane są wzorami:
= −
= −
( – maksymalne napięcie wejściowe, które układ rozpoznaje
jako poziom niski (wartość gwarantowana przez wytwórcę),
– maksymalne napięcie w stanie niskim na wyjściu, jakie wytwórca
gwarantuje w dopuszczalnych warunkach pracy, –
minimalne napięcie w stanie wysokim na wyjściu, jakie wytwórca
gwarantuje w dopuszczalnych warunkach pracy, – minimalne
napięcie wejściowe, które układ rozpoznaje jako poziom wysoki
(wartość gwarantowana przez wytwórcę))
Są to marginesy gwarantowane przez wytwórcę
dla wszystkich dopuszczalnych warunków pracy.
Typowy (przeciętny) margines zakłóceń to wartość napięcia jakie może zostać dodane do
napięcia wyjściowego układu sterującego bez zmiany wartości logicznej sygnału, w
warunkach typowych. Typowe marginesy zakłóceń w warunkach typowych są zawsze
większe.
Wartość marginesu zakłóceń nie określa całkowicie odporności na zakłócenia – zależy ona
również od rezystancji wyjściowej układu sterującego (im mniejsza tym lepiej, tym
bardziej układ sterujący zbliża się do idealnego źródła napięcia).
8. Omówić wpływ rezystancji wyjściowej układu na odporność układu na zakłócenia.
Rezystancja wyjściowa układu wpływa na odporność na zakłócenia – im jest mniejsza
tym mniejsze są zakłócenia (tym bardziej układ sterujący zbliża się do idealnego źródła
napięcia).
9. Jakie są zakresy napięć dla poziomów logicznych na wejściach i wyjściach układów
TTL, jak z poziomami logicznymi związany jest gwarantowany margines zakłóceń?
Zakresy napięć dla bramek TTL:
o
wejście:
·
stan niski: 0÷0,8
·
stan wysoki: 2÷5
o
wyjście:
·
stan niski: 0÷0,4
·
stan wysoki: 2,4÷5
Gwarantowany margines zakłóceń: =0,4 .
Powiązanie gwarantowanego marginesu zakłóceń z poziomami logicznymi:
najwyższej możliwej wartości na wyjściu w stanie niskim (
marginesu zakłóceń 0,4
( 0,4 0,4 0,8 ) rozpoznawaną jako stan niski na wejściu. Analogicznie dla stanu
wysokiego: jeśli od najmniejszej możliwej wartości na wyjściu w stanie wysokim (
odejmiemy wartość marginesu zakłóceń (
wartość napięcia ( 2,4
Wynika to z definicji gwarantowanego marginesu zakłóceń.
Powiązanie gwarantowanego marginesu zakłóceń z poziomami logicznymi:
najwyższej możliwej wartości na wyjściu w stanie niskim ( 0,4 ) dodamy wartość
4 ) to otrzymamy największą możliwą wartość napięcia
) rozpoznawaną jako stan niski na wejściu. Analogicznie dla stanu
wysokiego: jeśli od najmniejszej możliwej wartości na wyjściu w stanie wysokim (
odejmiemy wartość marginesu zakłóceń ( 0,4 ) to otrzymamy najmniejszą możliwą
0,4 2 ) rozpoznawaną jako stan wysoki na wejściu.
Wynika to z definicji gwarantowanego marginesu zakłóceń.
Powiązanie gwarantowanego marginesu zakłóceń z poziomami logicznymi: jeśli do
) dodamy wartość
) to otrzymamy największą możliwą wartość napięcia
) rozpoznawaną jako stan niski na wejściu. Analogicznie dla stanu
wysokiego: jeśli od najmniejszej możliwej wartości na wyjściu w stanie wysokim ( 2,4 )
) to otrzymamy najmniejszą możliwą
) rozpoznawaną jako stan wysoki na wejściu.
10. Narysować schemat i omówić działanie diodowych bramek sumy i iloczynu oraz
prostego, tranzystorowego układu negacji.
Narysować schemat i omówić działanie diodowych bramek sumy i iloczynu oraz
prostego, tranzystorowego układu negacji.
Narysować schemat i omówić działanie diodowych bramek sumy i iloczynu oraz
Dwuwejściowa diodowa bramka sumy:
Dwuwejściowa diodowa bramka sumy:
Przyjmijmy dla wejść 00,
Jeżeli
,5 , 4,55 .
na
jednym
wejściu
jest
jest
wysoki
poziom
napięcia,
to
dioda
skojarzona
z tym wejściem
przewodzi i napięcie wyjściowe ma również wysoki
mniej od wejściowego). Jeżeli
przewodzi i napięcie wyjściowe ma również wysoki
poziom (około 0,6 mniej od wejśc
na
obydwu
wejściach
jest
wysoki
wysoki poziom, to
przewodzą obydwie diody i napięcie wyjściowe ma
również wysoki poziom napięcia. Jeżeli na obydwu
wejściach jest niski poziom, to diody nie przewodzą i
na wyjściu napięcie jest równe 0 . Dla logiki
pozytywnej realizowana jest funkcja sumy logicznej.
przewodzą obydwie diody i napięcie
również wysoki poziom napięcia. Jeżeli na obydw
wejściach jest niski poziom, to diody nie przewodzą i
na wyjściu napięcie jest równe
pozytywnej realizowana jest funkcja sumy logicznej.
Dwuwejściowa diodowa bramka iloczynu:
Dwuwejściowa diodowa bramka iloczynu:
Jeżeli na obydwu wejściach jest wysok
napięcia
wejściach jest wysoki poziom
(równy
około ),
to nie przewodzą
obydwie diody i na wyjściu jest wysoki poziom.
Jeżeli na jednym wejściu jest poziom niski, to dioda
skojarzona z tym wejściem przewodzi i napięcie
wyjściowe ma również niski poziom (około 0,6
więcej od wejściowego). Jeżeli na obydwu wejściach
jest niski poziom, to przewodzą obydwie diody i
poziom napięcia wyjściowego jest również niski. W
logice pozytywnej realizowana jest funkcja iloczynu
obydwie diody i na wyjściu jest wysoki poziom.
Jeżeli na jednym wejściu jest poziom niski, to dioda
skojarzona z tym wejściem przewodzi i napięcie
wyjściowe ma również niski poziom (około
więcej od wejściowego). Jeżeli na obydw
jest niski poziom, to przewodzą obydwie diody i
poziom napięcia wyjściowego jest również niski. W
logice pozytywnej realizowana jest funkcja iloczynu
logicznego.
Liczba wejść bramek diodowych może być
sumy i iloczynu dla logiki pozytywnej. W logice negatywnej funkcje logiczne realizowane
przez te układy są zamienione.
Liczba wejść bramek diodowych może być niż 2. Przedstawione bramki realizują funkcje
logiki pozytywnej. W logice negatywnej funkcje logiczne realizowane
przez te układy są zamienione.
bramki realizują funkcje
logiki pozytywnej. W logice negatywnej funkcje logiczne realizowane
Tranzystorowy układ negacji (inwerter):
Układ negacji jest identyczny z układem prostego
wzmacniacza. Elementy układu ( ) dobiera się tak,
aby tranzystor był sterowany od zakresu odcięcia do
zakresu nasycenia. Dla niskiego poziomu napięcia
tranzystor jest odcięty i jest równe + . Dla
wysokiego poziomu napięcia tranzystor jest
nasycony i napięcie jest bardzo małe (około 0,1 ).
11. Narysować schemat elektryczny standardowej bramki NAND TTL, wyjaśnić jej
działanie.
Gdy na obydwu wejściach jest stan wysoki, obydwa
tranzystory są nasycone i zwierają wyjście z masą.
Gdy jedno lub obydwa wejścia sterowane są niskim
poziomem napięcia, skojarzony z tym wejściem
tranzystor
stanowi
rozwarcie,
co
powoduje,
że
napięcie wyjściowe jest równe + (stan wysoki).
12. Jaką rolę pełnią kolejne tranzystory w układzie standardowej bramki NAND TTL.
13. Narysować typowe charakterystyki (wejściowe, przejściowe i wyjściowe)
standardowej bramki TTL.
Charakterystyki bramki NAND z układu 7400:
Przejściowa:
Wejściowa:

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin