实验TTL门电路参数测试实验.doc

实验-TTL门电路参数测试实验、实验目的1. 掌握TTL集成与非门的主要性能参数及测试方法2. 掌握TTL器件的使用规则3. 熟悉数字电路测试中常用电子仪器的使用方法二、实验原理本实验采用二输入四与非门 74LSOO(它的顶视图见附录〉，即一块集成块内含有四个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端其逻辑框图如下 ：图1-1 74LSOO 的逻辑图TTL集成与非门的主要参数有输出高电平图1-3 I is的测试电路图VOH、输出低电平 VOL、扇出系数No、电压传输特性和平均传输延迟时间 tpd等I)TTL 门电路的输出高电平 VOHVon是与非门有一个或多个输入端接地或接低电平时的输出电压值 ,此时与非工作管处于截止状态空载时,VOH的典裂值为3.43.6V,, 按有拉电流负载时，VONF降⑵TTL 门电路的输出低电平 VOLVOL是与非门所有输入端都接高电平时的输出电压值 ,此时与非工作管处于饱和导通状态空载时，它的典型值约为02V,接有灌电流负载时，VOL将上升⑶TTL 门电路的输入短路电流 lis它是指当被测输入端接地 ，其余端悬空，输出端空载时，由被测输入端输出的电流值，测试电路国如图1-2 。

4) TTL门电路的扇出系数 No扇出系数No指门电路能驱动同类门的个数 ，它是衡量门电路负载能力的一个参数 ,TTL集成与非门有两种不同性质的负载 ，即灌电流负载和拉电流负载因此，它有两种扇 出系数，即低电平扇出系数 NOL和高电平扇出系数 NOH通常有iittviiL' 则NOH>NOL'故常以N01,作为门的扇出系数NoL的测试电路如图1-3所示,门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载 RL, 调节RL使IoL增大,VOL随之增高，当VOL达到Volm(手册中规定低电平规范值为 0.4V)时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则NOL=iOL - iis, 通常 NOL>8(5) TTL门电路的电压传输特性门的输出电压 V随输入电压Vi而变化的曲线 Vf(Vi) 称为门的电压传输特性通过 它可读得门电路的一些重要参数 ,如输出高电平 VOEf、输出低电平 VoL、关门电平V06、开门电平VON等值测试电路如图1 • 4所示，采用逐点测试法，即调节Rw逐点测得Vi及V然后绘成曲线图1-4电压传输特性测试电路⑹TTL门电路的平均传输延迟时间 tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数它意味着门电路在输入脉冲波形的作用下 ，其输出波形相对于输入波形延迟了多少时间。

具体的说是指输出波形边沿的 05Um至输入波5所示由于传输延迟时间很短般为形对 应边沿0.5Um点的时间间隔，如图1图1-5(a)传输延迟特性图1-5(b) tpd 的测试电路振荡周期T来求得其工作原理是 为逻辑T, 经过三级门的延时后二级门的延时后,A点重新回到逻辑发生一个周期的振必须经过6级门的延迟时间因此平均传输延迟时间为:tpFT/6图1-5 〈 a〉中的tpdL为导通延迟时间，tpdH 为延迟截止时间，平均传输时间为tpd=(tp dL+tpdH)/2tpd的测试电路如图1-5(b) 所示，由于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 ，故实验采用测量有奇数个与非门组成的环形振荡器的:假设电路在接通电源后某一瞬间 ，电路中的A点使A点由原来的逻辑"1"变为逻辑”":再经过"1"电路的其它各点电平也随着变化 说明使A点三、实验设备与器件1、数字逻辑电路实验板2、 芯片 74LS003、 5」k,10O Q ,200 Q ,50OQ ,1K 电阻：lk,IOK 可调电阻4、 数字万用表四、实验预习要求l. 复习 TTL 门电路的工作原理2. 熟悉实验所用集成门电路引脚功能。

3. 画出实验内容中的测试电路与数据记录表格五、实验内容及实验步骤1 、将数字逻辑电路实验板插在实验板相应位置 , 并固定好 , 找一个 14PIN 的插 座插上芯片 , 并在 14PIN 插座的第 7 脚接上实验板的地 (GND), 第 14 脚接上电 源 (VCC 〉其它脚的连线参考具体的线路图 , 实验所需要的电阻和可调使用实验 板 主电路板中的元件库2 、按照实验原理第一、二部分用万用表测出 TTL 门电路的输出高电平 VOH' 输出低 电平 VOLO3 、按图 1-2 所示连线 , 测出 TTL 门电路的输入短路电流 Iis 4 、按图 1-3 所示连线 , 测出 I OL 求得扇出系数 No 5 、按图 14 所示连线 , 调节电位器 Rw, 使 Vi 从 OV 向高电平变化 , 逐点测量 Vi 和 Vo, 将结果记入下表中6 、按图 1-5 所示连线 , 测得 tpd 六、实验报告要求1 、记录整理实验结果 , 并对结果进行分析2 、画出实测的电压传输特性曲线 , 并从中读出各有关参数值3 、思考 :TTL 门电路的无用输入端是否能悬空或接高电平 ? 为什么 ?七、 TTL 门电路的使用规则1 、接插集成块时 , 要认清定位标记 , 不能插反。

2 、对电源要求比较严格 , 只允许在 5V ± 10% 的范围内工作 , 电源极性不可接错 3 、普通 TTL 与非门不能并联使词 ( 集电极开路门与三态输出门电路除外 ), 否则不 仅会使电路逻辑功能混乱 , 并会导致器件损坏4 、须正确处理闲置输入端闲置输入端处理方法 :i. 悬空 , 相当于正逻辑 "1", 对于一般小规模集成电路的数据输入端 , 实验时允许 悬空处理 但易受外界干扰 , 导致电路的逻辑功能不正常 因此 , 对于接有长线的输 入端 , 中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路 , 所有的控制输入端 必须按逻辑要求接入电路 , 不允许悬空ii. 直接接电源电压 Vcc( 也可串入一只 1--lOK 的固定电阻 ) 或接至某一固定电压 (+2.4V