與非門電路的測試實驗報告

1、實驗日期：2009/11/11實驗室：229座位號：4淸華大學電子工程系電子技術(shù)實驗報吿數(shù)字實驗一：與非門電路的測試班級：無86姓名：戴揚學號：2008011191實驗日期:2009/11/11交報告日期：2009/11/20一、實驗?zāi)康募由顚MOS寫E門基本特性和主要參數(shù)的理解，翦1主要參數(shù)的測試方法。熟悉TTL寫E門的基本恃14和主要參數(shù)，以及主要參數(shù)的測試方法。了解CMOS施密特反相器基本特性及其主要參數(shù)的測試方法。(4)進一步熟悉示波器的使用。學習”XY功能的應(yīng)用。二、實驗任務(wù)(1)測試CMOS與非門CD4011的平均延遲時間、電壓傳輸特性、動態(tài)功耗。(2)測試TTL寫E門74LS0

2、0的電壓傳輸特f生、平均延遲時間、輸入負載特性和輸出負載特性。(3)測試CD40106施密特反相器的平均延遲時間、電壓傳輸特性。三、實驗原理及參考電路參見電子電路實驗頁。四、實驗內(nèi)容本實驗所用電源均為5V。必做內(nèi)容：(1)測量CMOS與非門CD4011的平均延遲時間。(2)測量CMOS與非門CD4011的電壓傳輸特性。選做內(nèi)曠:(3)測量TTL與非門74LS00平均延遲時間。(4)測量TTL與非門74LS00的電壓傳輸特性。選做內(nèi)容二:(5)測量TTL與非門74LS00的輸入負載特性。(6)測量TTL與非門74LS00的輸出負載特性。(7)雙嚓CMOS與非門CD4011的動態(tài)切耗。(8)測量C

3、D40106施密特反相器的電壓傳輸特性。五、注意事項(1)不管是CMOS電路還是TTL電路，在使用時都必須注意工作電壓，不能過壓或欠壓工作。CMOS電路的工作電壓范圍加寬,一股為+5V+15V，而TTL電路的工作電壓為5V5%O如果電源電壓過高，可能會損壞集成電路。(2)要注意門電路輸入信號的高、低電平要符合規(guī)范要求。無論是CMOS電路還是TTL電路”其輸入信號的低電平不得低T地電壓，高電平不得高于電源電,否則電路將不能正常工作，甚至可能會損壞集成電路芯片。(3)要熟悉芯片的引腳排列，使用時引腳不報錯，欄!J要注意電源和接地弓I腳不允許接反。(4)數(shù)字電路的輸出端不允許盲施電源或訓接地(可以通

4、過一個阻值合適的電阻接到電源或地L除特殊電路夕卜，一般不允許輸出端并聯(lián)使用”否則金員壞器件。(5)CMOS集成電路的輸入端不允許懸空，必徳低電平或高電平。對于TTL電路，輸入端懸空在邏輯k相當于是接高電平,但為了電路工儲定可靠”減小干擾”敷子還禺安電讓求接高電平或低電平。總之，多余輸入引腳的接法不能改變電六、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理以下所示波形均為MultisimlO進行仿真來模擬觀察傍！1的習101測量CMOS寫E門CD4011的平均延遲時間。測量電路圖:其中輸入電壓M囲圣低電平為0V;高電平為5V,頻率為1MHz的方波信號。測試時示波器探頭用x10衰減。仿真電路:V。測試波形:滲示液器-XSC2

5、歹示波器XC2數(shù)據(jù)記錄:tpHL=72.011Splh=38.0nstpd=(tpHL+tpLH)/2=55-OnS1r厶二72。幾s比泌二（”月厶彳7戶s丿/=Wo必2.測量CMOS與非門CD4011的電壓傳輸特性。測量電路:其中輸入電壓M囲圣低電平為0V,高電平為5V;頻率為100Hz的三角波彳言號。將示波器顯示方式改為X-Y方式。仿真電路：診示波器V/V:夕示i-XSC2實際波形:數(shù)據(jù)記錄:%h=4.98V%l=21.01I1VX)Hn=4.95V%z=0.05V%h=%h%n=239V%L=%Fr%z=247V二：文1亠、kg:T4U7U乙U“艾、WONHEA拿2zoos總II言-ll

6、nflu-/e/i一/Nvm:工:wlwl9zhs矗tfMs覧0TX旺OZH1A1CXI二一匚-s垣具里宗3回石圈豈牡zks匸出m-一匚rntpd=(tpdi+tpdJ/8=325ns實際波形:作實驗日期年月日弋種fl數(shù)據(jù)記錄:tpdi=14.0nstj)d2=12.Oils切/=仃宀）加軸訪“J/*二?心丿丄4.測量TTL寫E門74LS00的電壓傳輸特性。測量的方法及電路與測量CMOS門電路完舍-樣。測量電路：其中輸入電壓M囲睪低電平為0V,高電平為5V”頻率為100Hz的三角波彳言號。將示波器顯示方式改為X-Y方式。仿真電路:莎示波器XSC2汀冏350.035nts35.|8.a|a&|-

7、連卷.a-通aB匕6!|5VJDiv比洌|5V/DivY世賈(0YEl.卩AC|Q|DC|AC|0C電平類52rr十|ep外品i正芨i巒灌i苣祐irv/v】:實際波形:Vo/Uz1Vvu(vv/k11汝/ilA%“311恥性1數(shù)據(jù)記錄:%h=3.76V%l=24.0111V心=1.08VX)N=132V%Hnxn=2.7VX)Lnwc=0.4V%N=L38V一%g=068V/吐v、oUm二卩7uppr&7Vjz-ri7V叫心2VJUlzx二(?-yi/%7H=血嘰-幾二/V/VL-心一久”*=0.1/七、實驗分析與總結(jié)1、欄居契卷則鍛吉果，也交TTL寫E門74LS00和CMOS與非CD4011

8、的性能：由實驗測得數(shù)據(jù)可知，TTL與非門的延遲時間g比CMOS與非門的延遲時I、矽豆，性藏高；而CMOS與非門的高、低電平噪聲容限電壓、均比TTL與非門的高，這是因為TTL與非門輸出狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變時的傳輸特性曲線變化較緩”弘較低，較高，v0FT與相差較多，致使其翱容B耗壓Vnh、%相對較小。2、在實驗中所遇至啲故瞬口問題以及解決方法：由于第一次使用面包板，接線時比較生疏，并犯了很多錯誤。比如：在做4011電壓特14曲細寸;將一條導(dǎo)線插到了正確插孑L的旁邊一個扌酣L”貳波形不正確。以后應(yīng)該仔細核對。3、實驗心得：(1)通過實驗”我熟悉了面包板的接線方法。(2)了解了CD4011和74LS00的延遲

9、特性和電壓傳輸特性，并懂得了它們的測量方法。通過實驗過程，熟悉了CD4011和74LS00的管腳分布和使用方法。(3)體會到了實驗前做好充分預(yù)習工作以及實驗結(jié)束后仔細總結(jié)與思考的重要性八、思考題1、設(shè)計電路”能夠就測量CMOS寫E門的閾值電壓。答：電路圖如下:測量方法：(1)槪謎變阻器調(diào)節(jié)至最右端。此0寸VI為高電平。將變阻器分壓調(diào)大，記錄VI躍變?yōu)榈碗娖綍rV2的電壓vthle(2)槪謎變阻器調(diào)節(jié)至最左端。此時VI為低電平。將變阻器分壓調(diào)小/記錄VI躍變?yōu)閱J電平時V2的電壓vth2o(3)vth=(vthl+vth2)/2.2、噪聲容限電壓vNHx%這兩個參數(shù)的意義是什么？請設(shè)討一直接測量、的

10、電路，簡單說明其狽!試方法。答：Vnh稱為高電平噪聲容B穗壓，它表示輸入為高電平時所允許的噪聲電壓的最大值，即輸出高電平的最小值“與開門電壓V。”的差值；v血稱為低電平噪聲容限電壓，它表示輸入為低電平時所允許的噪聲電壓的最大值，即關(guān)門電壓嚇與輸出低電平的最大值皿的差值。VNH.%都表示表示在輸出的最壞情況下，多大的電壓干擾將導(dǎo)致后面的門不能此電壓為高或低電平，體現(xiàn)了電路的抗干擾能力。直接測量H、的電路如下:74LSOON簡單測量方法如下:用兩個電壓表分別測量Vi和VOTT始將Ri置為0”然后連續(xù)地增加它的阻值”并注意腿Vo的變化，當V。二g=27V時，測得Vi,這時的Vi就是嚇再利用%二v0FT%皿可以求出VNL同理，纟險增加Ri的阻值，當Vo=%=0.4V時，測得Vi這時的Vi就是再利用=%Hnin-N可以出h4、應(yīng)如何處理TTL寫E門和CMOS寫E門的多余輸入端？答：CMOS集成電路的輸入端不允許懸空，必須接低電平或高電平。對于TTL電路，輸入端懸空在邏