实验三 常用数字逻辑门输入输出特性测试.

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1 实验三 常用数字逻辑门输入输出特性测试

2 内容纲要 1. 实验目的 2. 实验原理 3. 实验内容 4. 实验要求

3  1、实验目的 掌握CMOS、TTL集成非门和与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法。 掌握CMOS、TTL器件的使用规则。

4 2、实验原理 ．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，称为噪声容限。

5 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。
2、实验原理 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。 VTH=VDD/2 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。造成电路工作不正常。 VOUT VIN 5.0 1.5 3.5 VTH 5V电源下 CMOS非门电压传输特性

6 2、实验原理 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。

7 数字示波器 2、实验原理 直流信号的测量 光标测量

8 2、实验原理 数字示波器的自动测量 若需选择其他参数，按F1～F5任意一个按键 ，系统显示自动测量操作菜单

9 2、实验原理 光标测量

10 3、实验内容 1）用示波器实测电源电压VDD 【测试提示】： 1．反相器电压传输特性的测试
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—2V）/div较为适宜。

11 3、实验内容 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。

12 3、实验内容 实测电路连接方式 电位器

13 3、实验内容 实测时，由于电源的影响以及每个具体器件的具体参数可能有差异，需对表格调整。当输出显著变化时，两个输入之间的间隔电压应设置较小，间隔0. 25V或者更小。 输 入 输出

14 3、实验内容 2.负载变化对输出的影响测试。 1）输出为高电平时
按图3.3.6连接电路，输入低电平，调节电位器RW从大到小得到任选5个r不同的电阻值(阻值不需记录)，对应不同阻值测输出数据填入下表并对数据进行分析。 R1 R2 R3 R4 R5

15 3、实验内容 10k电位器 100k电位器 实测电路连接方式

16 3、实验内容 3.负载电容对输出的影响测试 按图3.3.7连接电路，输入加入1KHz TTL信号，测试输出波形的上升时间（trise）。在输出和地之间加入0.01μ电容，测试此时输出波形的上升时间（trise）。比较两次测量结果有何不同并加以分析。 0.01μF

17 4、实验要求 1、按要求完成原始数据记录 2、回答实验课后思考题 3、总结实验结论 4、完成实验报告

18 下次实验预习要求 1、预习：实验四 编码器与显示译码器的应用 2、完成实验报告上的预习思考题

19 Thank You !