试验一TTL与非门的静态参数测试

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1、实验者:夕何【实验目的】1.掌握TTL与非门电路主要参数和电压传输特性的测试方法。2.熟悉数字电路实验箱.数字万用表的使用。［实验仪器及器件］仪器及器4牛名称型号数量数字电路实验箱中大东小区实验室自己研制1数字万用表■1双踪示波器CS-41351器件74LS00（集成在试验箱）2电阻560Q（集成在试验箱上）110kQ（集成在试验箱）1导线双头实验板线若干【实验原理】本实验采用四2输入与非门74LS00,1.TTL原理图及逻辑图TTL与非门内部原理图:外部逻辑电路图:2•集成与非门的静态参数：a）输出高

2、电平1/期b）关门电平/〃c）输出低电平d）开门电平匕”e）阈值电压（/丁f）输入短路电流g）输入漏电流/〃/h）低电平输出电源电流/cci）高电平输出电源电流j）平均传输延迟时间【实验内容及实验步骤】1・低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流Iccn及静态平均功耗错误!未找到引用源。：ICCL和“CH测试图分别如下:二)图2(a)测试Iccl(b)测试Icch2•输入短路电流/怡和输入漏电流/旧:IIS及IIH测试图如下：图3(a)为hs测试图(b)为lIH测试图3•输出高电平Uon及关门电平

3、Uoff,输出低电平%及开门电平Uon及卩曲测量电路如图4(a)所示。先调W,使输入电压为0V这时输出电压即为Uoh。然后渐渐增大输入电压,当输出电压下降到90%Uoh时，测得输入电压即为关门电平〃。厶及/〃测量电路如图4(b)所示。先调W,使输入电压为高电平，测得的输出电压即为。然后渐渐减小输入电压，使得输出电压维持在厶的最彳氐输入电平，即为开门电平乙。测试电路图如下:10KQ图及®测试图(b)(7。厶及(7创测试图4•测试TTL与非门的电压传输特性图4(b)断开即为测量电路。调W,使输入电压由小到大

4、,用数字万用表对应地测出输入电压和输出电压,并一一记录在表二中。5.平均传输延迟时间Gtpd的测试电路如图5所示,由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故采用测量由奇数个与非门组成的环形震荡器的振荡周期T来求得。工作原理：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑111",经过七级门的延迟后，使A点由原来的逻辑"1”变为逻辑"0";在经过七级门的延迟后,A点的电平又重新回到逻辑“1"。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点发生一个周期的震荡,必须经过14级

5、门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为T%=14七级非门整形非门图5测试电路【实验分析及总结】测试量数值VCC4.972V1CCL2.692mA%13.384mW1CCH0.875mA%4.346mWP8.865mW50.2170mA50.0000mAU0H3.489V%0.945V%0.333V51.257V7.124ns表_数据记录表格A其中,计算Tpd时所搭建的环形振荡器如5(b)所示，同时，Tpd也是根据(T/14)计算得来的f其中T为环形震荡器的周期。图5(b)表二数据记录表格B诃）00.20.

6、40.60.81.01.11.21.251.31.41.52.0叫(V)4.3664.2614.1163.9903.8552.8051.6640.1360.1360.1360.1360.1360.136诃）2.53.03.13.153.23.33.43.54.0•••叫(V)0.1360.1360.1360.1380.1390.1390.1390.1370.1380.138由表二可以画出实验所用的TTL与非门的电庄传输特性图（matlab作图）:Ui（V）图6TTL与非门电压传输特性曲线由图6可以读出：

7、则对％:-U'相对误差n=—X100%=15.3%OffX100%=4.53%误差产生原因：在比=%以及t/,.=UonWifi取值不够精密。实验收获：最大的收获就是理解了元器件相关参数的实际意义，并且学会了如何去测量这些参数。