一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆帐褂檬静ㄆ鳒y(cè)量二進(jìn)制脈沖信號(hào)的方法掌握測(cè)量門電路平均延時(shí)時(shí)間的方法熟悉集成門電路的邏輯功能和測(cè)試方法用QUARTUSII平臺(tái)對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行仿真，確定其邏輯功能。掌握TTL和CMOS與非門的電壓傳輸特性和部分參數(shù)的測(cè)試方法；二、實(shí)驗(yàn)器材TDS-2002數(shù)字示波器DLBS－1型邏輯實(shí)驗(yàn)器三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必做：門電路輸入輸出信號(hào)的測(cè)量門電路平均延時(shí)間的測(cè)試門電路靜態(tài)邏輯功能測(cè)試3.CPLD完成組合邏輯電路的仿真選做：非門電壓傳輸特性的測(cè)試TTL與非門的輸入、輸出電流測(cè)量1.非門輸入輸出信號(hào)的測(cè)量搭接實(shí)驗(yàn)電路，用示波器觀察并記錄Vi和Vo的波形；測(cè)量每路信號(hào)的6個(gè)波形參數(shù)，各個(gè)波形參數(shù)的意義如下圖所示：示波器測(cè)量周期性信號(hào)步驟：a.調(diào)節(jié)示波器使波形顯示穩(wěn)定。方法一：使用示波器自動(dòng)設(shè)置功能，點(diǎn)自動(dòng)設(shè)置菜單（AUTOSET）按鈕，示波器根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率關(guān)系自動(dòng)設(shè)定觸發(fā)菜單各個(gè)選項(xiàng)，使波形穩(wěn)定顯示。自動(dòng)設(shè)置菜單按鈕方法二：手動(dòng)調(diào)節(jié)，先點(diǎn)觸發(fā)菜單按鈕，打開觸發(fā)菜單，若測(cè)量單路信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)源選擇被測(cè)信號(hào)所連接的通道。測(cè) 信號(hào)時(shí)若 信號(hào)頻率相同，可將任意一路設(shè)為觸發(fā)信號(hào)源，若 信號(hào)的頻率不同，則必須選擇頻率低的一路信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)源。調(diào)節(jié)觸發(fā)電平調(diào)節(jié)旋鈕，把觸發(fā)電平設(shè)定在觸發(fā)信號(hào)的最小值和最大值區(qū)間里的任意一個(gè)值即可。觸發(fā)電平調(diào)節(jié)旋鈕觸發(fā)菜單按鈕觸發(fā)菜單觸發(fā)信號(hào)源觸發(fā)電平光標(biāo)觸發(fā)電平指示值b.
通道菜單設(shè)置率選必須與探頭上衰減開關(guān)所選系數(shù)
致 測(cè)頻率低于100K的數(shù)字信號(hào)通道1菜單按鈕通道2菜單按鈕分別點(diǎn)CH1和CH2
MANU按鈕打開兩個(gè)通道通道菜單，耦合方式選擇“直流”，探頭倍般選擇1×。通道1菜單探頭倍率通道菜單還有隱藏波形的功能，若不想顯示CH2的波形，可以點(diǎn)兩次
CH2
MANU，這時(shí)CH2波形被隱藏，要重新顯示CH2波形，只需再點(diǎn)一次
CH2MANU菜單。衰減開關(guān)c.采樣方式的選擇減少外界干擾信號(hào)對(duì)測(cè)量值的影響，可使用數(shù)字示波器獨(dú)有的平均值采樣方式點(diǎn)采樣菜單按鈕，打開采樣菜單，選擇“平均值”，平均次數(shù)“128”，這時(shí)觀察到的波（注意：選擇完采樣方式后不能再按AUTOSET按鈕，否則系統(tǒng)將自動(dòng)改變采樣方式）采樣菜單按鈕d.
波形的縮放和移動(dòng)垂直方向拉伸波形：順時(shí)針調(diào)節(jié)垂直靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，垂直方向每格電壓指示值變小。垂直方向壓縮波形：反時(shí)針調(diào)節(jié)垂直靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，垂直方向每格電壓指示值變大。調(diào)節(jié)過程中，每格電壓×波形垂直占格數(shù)的乘積保持不變上下移動(dòng)波形：調(diào)節(jié)相應(yīng)通道垂直位移調(diào)節(jié)旋鈕水平方向拉伸波形：順時(shí)針調(diào)節(jié)掃描速率調(diào)節(jié)旋鈕，水平方向每格時(shí)間指示值變小。水平方向壓縮波形：反時(shí)針調(diào)節(jié)掃描速率調(diào)節(jié)旋鈕，水平方向每格時(shí)間指示值變大。調(diào)節(jié)過程中，每格時(shí)間×波形每周期占格數(shù)的乘積保持不變上下移動(dòng)波形：調(diào)節(jié)水平位移調(diào)節(jié)旋鈕（垂直控制面板水平控制面板CH1CH2垂直位移調(diào)節(jié)移旋鈕水平位移調(diào)節(jié)旋鈕CH1CH2垂直靈敏度調(diào)節(jié)移旋鈕掃描速率調(diào)節(jié)旋鈕CH1垂直方向每格單位電壓CH2垂直方向每格單位電壓水平方向每格單位時(shí)間e.用測(cè)量（MEASURE）菜單測(cè)量參數(shù)。要測(cè)量的6個(gè)參數(shù)中，周期、頻率、正頻寬和峰峰值4個(gè)參數(shù)可以通過示波器測(cè)量菜單直接讀出。點(diǎn)擊MEASURE按鈕，激活測(cè)量菜單，點(diǎn)擊選項(xiàng)1按鈕，打開測(cè)量1菜單，“信源”選擇被測(cè)信號(hào)連接的通道，分別選擇周期
頻率
正頻寬和峰峰值，把測(cè)量值記下來測(cè)量1菜單
測(cè)量菜單按鈕被測(cè)信號(hào)通道選項(xiàng)1按鈕測(cè)量類型測(cè)量值f.
用光標(biāo)（CURSOR）菜單測(cè)量VOH和VOL光標(biāo)菜單按鈕點(diǎn)擊CURSOR菜單按鈕激活光標(biāo)菜單，“類型”選電壓，信源選擇被測(cè)信號(hào)的接入通道，這時(shí)光標(biāo)顏色與被測(cè)波形一致，“信源”
通道，就會(huì)讀出錯(cuò)誤結(jié)果！分別調(diào)節(jié)兩通道的POSITION旋鈕，將光標(biāo)1移到被測(cè)信號(hào)高電平重合位置，光標(biāo)2移到被測(cè)信號(hào)低電平重合位置，“光標(biāo)1”和“光標(biāo)2”讀數(shù)就是VH和VL測(cè)量值。光標(biāo)菜單測(cè)量類型被測(cè)信號(hào)源光標(biāo)1位置光標(biāo)2位置零電平線位置移動(dòng)光標(biāo)1和光標(biāo)2位置VOH測(cè)量值VOL測(cè)量值CH2探頭CH1探頭結(jié)果分析：2、平均傳輸時(shí)間tpd的測(cè)試1）測(cè)CD4011延遲時(shí)間原理分析：信號(hào)通過任何一個(gè)系統(tǒng)都需要時(shí)間即傳輸時(shí)間，它的大小與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成電路的器件等因素有關(guān)，本次實(shí)驗(yàn)的電路可以看為一個(gè)小系統(tǒng)，通過測(cè)量Vi與Vo的前沿延遲tpd1和后沿延遲tpd2就可以算得信號(hào)通過該系統(tǒng)總的時(shí)間為（tpd1+tpd2)/2，因該系統(tǒng)由4個(gè)門構(gòu)成故通過每個(gè)門的時(shí)間平均值
tpd=[（tpd1+tpd2)/2]*(1/4)CH1CH2連接好電路，調(diào)節(jié)示波器，使Vi、Vo信號(hào)穩(wěn)定顯示調(diào)節(jié)波形位置和進(jìn)行垂直方向的縮放，使波形基于示波器中央刻度線上下對(duì)稱前沿50%幅度點(diǎn)后沿50%幅度點(diǎn)順時(shí)針調(diào)節(jié)掃描速率旋鈕，使 波形橫向拉伸，使沿的時(shí)間差顯示明顯，便于測(cè)量。波形上升掃描速率旋鈕調(diào)出示波器“光標(biāo)”功能，“類型”選擇
“時(shí)間”，將兩根光標(biāo)分別移動(dòng)到Vi、Vo過刻度線的位置即50%幅度點(diǎn)，從菜單的“增量”讀出前沿延時(shí)tpd1的測(cè)量結(jié)果調(diào)出
波形的下降沿（可利用“TRIG
”菜單”中“斜率”的選項(xiàng)——切換為“下降”
）；
波形下降沿即顯示在示波器屏幕
，按前面方法讀出后沿延時(shí)tpd2,回去把平均延時(shí)時(shí)間算出來。3.門電路的邏輯功能測(cè)量（
1）靜態(tài)邏輯測(cè)試1）2輸入與非門74LS00靜態(tài)測(cè)試：必須明確與非門邏輯功能：Y
AB
；Y
(A
B)'
，接線如右圖所示，
電源引腳必須正確連接。分別輸入A、B可能的輸入變量組合，用邏輯指示燈觀察Y。結(jié)果記錄在真值表中，用理論知識(shí)分析結(jié)果正確性。2）用上述方法分別測(cè)量2輸入與非門CD4011、2輸入或門74LS32（Y
A
B）、2輸入或非門74LS02(Y=(A+B)’)、異或門74LS86（Y
A
B）,注意各個(gè)門的邏輯功能，接
線時(shí)按照 附錄中各 管腳排列圖準(zhǔn)確搭接電路，
記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并通過理論知識(shí)迅速驗(yàn)證結(jié)果的正確性。4.組合邏輯電路的仿真用QUARTUSII，完成以下電路功能仿真，根據(jù)仿真波形列出真值表并推導(dǎo)出其邏輯表達(dá)式的最簡與-或式。1、非門電壓傳輸特性的測(cè)量前非門電壓傳輸特性曲線是指非門輸出電壓隨輸入電壓變化的曲線。常用的低功耗肖特基系列TTL門（74LS系列）和CMOS非門的電
壓傳輸特性接近理想開關(guān)特性。如右圖所示輸入電壓Vi由0V開始連續(xù)遞增，在沒有達(dá)到門檻電平VTH之輸入的邏輯變量相當(dāng)于邏輯0，非門的輸出Vo保持高電平。當(dāng)Vi繼續(xù)增加，達(dá)到門檻電平VTH后，Vo翻轉(zhuǎn)為低電平。
此時(shí)的輸入的邏輯變量相當(dāng)于邏輯1。本實(shí)驗(yàn)使用與非門實(shí)現(xiàn)非門邏輯功能進(jìn) 試，給它輸入由0V至4V變化的鋸齒波電壓，通過示波器直觀地觀察Vi由0－4V變化時(shí)Vi與Vo之間關(guān)系。并從圖中讀出3個(gè)主要電壓參數(shù)VOH（輸出高電平電壓）、VOL
（輸出低電平電壓
）、VTH（門檻電平、閾值電壓)并記錄下來。2、操作步驟(1)按簡易鋸齒波發(fā)生器原理圖接線，兩輸入的與非門分別是
TTL門74LS00和CMOS門CD4011。(2)接線完成，檢查無誤后，點(diǎn)擊示波器AUTOSET按鈕觀察波形，此時(shí)示波器工作在YT方式下，CH1是與非門輸入的近似鋸齒波，（峰峰值必須達(dá)到4伏）CH2是與非門輸出的
。將示波器調(diào)節(jié)到XY工作方式(1)先將波形調(diào)穩(wěn)定，分別調(diào)節(jié)兩通道的位移旋鈕，將 波形的位移調(diào)為0。此時(shí)XY方式的坐標(biāo)原點(diǎn)就位于波形顯示區(qū)的中心點(diǎn)。(2)點(diǎn)擊DISPLAY按鈕，打開顯示菜單，將“格式”設(shè)為“XY”, “持續(xù)”設(shè)為“關(guān)閉此時(shí)示波器工作在XY作圖的方式，CH1（Vi）對(duì)應(yīng)X軸（橫軸），CH2（Vo）對(duì)應(yīng)Y軸（縱軸）。分別調(diào)節(jié)CH1和CH2的”VOL/DIV旋鈕，使波形大小適中。觀察描繪波形，測(cè)出特征量坐標(biāo)紙先畫好坐標(biāo)軸，定好刻度，將示波器中的傳輸特性曲線描繪在坐標(biāo)紙上，從曲線中讀出VOH（輸出高電平電壓）、VOL
（輸出低電平電壓）、VTH（閾值電壓)TTL門的VTH為轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入值；CMOS門的傳輸特性近似于理想開關(guān)特性，其VTH的值為轉(zhuǎn)折區(qū)對(duì)應(yīng)的輸入的值。上圖中：TTL門的VOH＝2V/div×2.2div=4.4V;VOL＝2V/div×0.1div=0.2VVTH=1V/div×1.1div=1.1V；CMOS門：VOH＝2V/div×2.5div=5V.VOL＝2V/div×0div=0V
VTH＝2V/div×1.4div=2.8V3、TTL與非們的輸入輸出電流測(cè)量1）TTL與非們導(dǎo)通電流ICC的測(cè)量將萬用表表筆接到毫安接孔，功能開關(guān)打到毫安檔最大量程，根據(jù)原理圖搭好電路，根據(jù)初步的測(cè)量結(jié)果選擇量程。接線圖：測(cè)得的電流為4個(gè)門總的靜態(tài)導(dǎo)通電流。2）高電平輸入電流IIH測(cè)得的結(jié)果是否為0？結(jié)合理論構(gòu)進(jìn)行分析。74LS00的結(jié)3）低電
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