数字电路实验告报实验三.ppt

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1、实验三常用数字逻辑门输入输出特性测试一、实验目的1．掌握CMOS和TTL集成门的逻辑功能和主要参数的测试方法2．掌握CMOS和TTL器件的使用规则Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.二、实验原理1．数字逻辑门的逻辑电平。数字逻辑门的输出高低电平不是一个值，而是一个范围。数字逻辑门输入高低电平与输出高低电平的电压范围不同，即它的输入信号允许一定的容差

2、，称为噪声容限。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.典型CMOS逻辑系列（HC系列）的规格如图所示。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.TTL逻辑系列（74LS、74S、74ALS、7

3、4AS、74F）的逻辑电平和噪声容限Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.门的输出电压VO随输入电压Vi而变化的曲线VO＝f(Vi)称为门的电压传输特性。当负载电路所需驱动电流增大时，输出特性就不像理论值那样理想了，逻辑门的输出电压值与规定值之间有较明显的差异。当负载电路所需驱动电流过大时，逻辑门的输出电压值就会落在逻辑电平未定义区域。造成电路工作不

4、正常。VTH=VDD/25V电源下CMOS非门电压传输特性VOUTVIN5.01.53.55.0VTHEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.实际电路能接多大的电阻负载是以逻辑门的输出电流的形式给出的：IOLMAX：输出低态且仍能维持输出电压不大于VOLMAX时，输出端能吸收的最大电流。IOHMAX：输出高态且仍能维持输出电压不小于VOHMIN时，输出

5、端可提供的最大电流。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.2.扇出系数NO扇出系数NO是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，CMOS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。总扇出=Min[NOL，NOH]。Evaluationonly.Created

6、withAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.3.速度影响TTL门电路工作速度的主要因素是电路内部管子的开关特性、电路结构及内部的各电阻阻数值。电阻数值越大，工作速度越低。管子的开关时间越长，门的工作速度越低。影响CMOS电路工作速度的主要因素在于电路的外部，即负载电容CL。CL是主要影响器件工作速度的原因，由CL所决定的影响CMOS门的传输延时约为几十纳秒。Evaluationonly.Create

7、dwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.五、实验任务1．反相器电压传输特性的测试1）用示波器实测电源电压VDD【测试提示】：用数字示波器测试直流信号电压值时，应选择参数平均值（Vavg），而不是峰峰值（Vpp）或幅值（Vamp），否则测到的只是直流的纹波。示波器垂直因数不宜过大或过小。垂直因数过大可能影响测试精度，垂直因数过小当电压值变化时波形容易超出屏幕显示范围，不便观察。一般设置为（1V—

8、2V）/div较为适宜。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1．反相器电压传输特性的测试2）采用逐点测试法，即调节RW，使Vi从VO向高电平变化，用示波器逐点测得Vi及VO，记入表3.3.2中，然后绘成曲线。Evaluat