Design Projekt: Logisk Probe

Jacque Fresco - Depression, Self Image - Sept. 5, 2011 (1/2) (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Design Projekt: Logisk Probe

Digitale kredsløb


Spørgsmål 1

Hvilke faktorer bestemmer hvor potentiometre R pot1 og R pot2 skal indstilles "# 1"> Reveal svar Skjul svar

De acceptable "høje" og "lave" spændingsniveauer, for hvilke der nogensinde er logikfamilier, bliver problemer med at diktere, hvor disse potentiometre skal indstilles.

Bemærkninger:

Fortæl ikke blot dine elever, hvad disse acceptable spændingsniveauer er! Lad dem undersøge dataark for forekomster af logiske porte i den ønskede logikfamilie, og lad fabrikantens data fortælle dem, hvad de behøver at vide.

Spørgsmål 2

Hvilke præstationsparametre er vigtige at overveje for U 1 og U 2, i betragtning af deres anvendelse i et logisk sonde kredsløb? Tip: Vi vil muligvis bruge denne logiske sonde til fejlfinding af CMOS såvel som TTL-kredsløb.

Reveal svar Skjul svar

Først og fremmest skal vi overveje forsyningsspændingsområderne for alle integrerede kredsløb, der anvendes i dette kredsløb. Brug ikke 7400-seriens TTL NAND-port til U 2, hvis du planlægger at bruge denne logiske sonde på digitale kredsløb med strømforsyningsspændinger på mere end 5 volt!

Bemærkninger:

Bemærk, hvordan komparatorerne synker strøm fra LED'erne i stedet for kildestrøm til dem. Denne designfunktion var nødvendig på grund af konstruktionen af ​​LM339. Faktisk er der mange komparatorer, der kun kan synke nuværende og ikke kildestrøm på grund af intern brug af et open-collector output-stadium.

Spørgsmål 3

Hvilket formål tjener modstanderne R1 og R2, og hvorfor er de så store (1.000.000 ohm hver)?

Reveal svar Skjul svar

Hvis de ikke var i kredsløbet, ville logikonden indikere en "høj" tilstand med proben flydende. På plads tvinge modstandene en "ubestemt" tilstand med en flydende probe.

Bemærkninger:

En mindre indlysende egenskab ved disse modstande er, at de tvinge kredsløbet under test for at drive en smule strøm til (eller fra) sonden. Dette er godt, da det kan bidrage til at vise en port med en "svag" output, som en, der er mildt overbelastet. Lavere værdier for R1 og R2 ville fremhæve denne funktion, men det ville også gøre det vanskeligere at indstille høj / lavt tærskelpotentiometre (R pot1 og R pot2 ).

Et andet ikke så klart designelement er, at modstandene R1 og R2 etablerer et standardindgangspændingsniveau, der ligger mellem de to tærskelindstillinger, der er fastlagt af potentiometrene. I mit første design tilsluttede jeg henholdsvis R 1 og R 2 til strømforsyningsskinnerne. Dette indstiller standard (flydende) indgangsspænding ved 1/2 V, som fungerede fint for CMOS logikniveauer, men ikke for TTL. Ved at have modstandene indstillet en standardindgangsspænding mellem de to tærskeljusteringer, garanteres en flydende sonde at angive "ubestemt" uanset hvor tærskelpotentiometrene er indstillet.

Spørgsmål 4

Re-design eksemplet kredsløb, så en NAND logic gate er ikke påkrævet. I stedet tænk på en måde, du kunne bruge diskrete komponenter til at gøre det samme arbejde.

Reveal svar Skjul svar

Jeg forlader denne del op til dig!

Bemærkninger:

Ikke alene vil en diskret transistor have et bredere spændingsområde, det kan fungere over (sammenlignet med en logisk gate), men det er en god gennemgang af transistor kredsløbsteori og et praktisk eksempel på implementering af en simpel logikfunktion uden fordel af integrerede kredsløb.

Spørgsmål 5

En ekstra funktion du kan føje til logik sonde kredsløb er en puls indikator LED. Denne LED tændes øjeblikkeligt, når der er en overgang fra høj til lav eller fra lav til høj:

Faktisk er det, hvad pulsindikator kredsløbet opdager, en overgang til den "ubestemte" tilstand, som altid ligger mellem "høj" og "lav". En pulsindikationsfunktion er rar at have under nogle omstændigheder, da det viser tilstedeværelsen af ​​impulser, som kan være for kort til at tænde enten "høj" eller "lav" LED. De to yderligere NAND-porte "strækker" pulstiden, så "puls" -diodens blink er lang nok til at se. Varigheden af ​​LED'ens blink er indstillet af modstand R 7 og kondensator C 2 .

Forklar, hvordan pulsindikeringskredsløbet virker.

Reveal svar Skjul svar

NAND porte U 4 og U 5 danner et monostabilt multivibratorkredsløb. En lav indgang registreret af U4 ved U3's udgang (indikerer en ubestemt tilstand) tvinger U4 til at udstille et højt signal, som er omvendt af U5 til at aktivere "Pulse" LED'en og også holde U4 i den tilstand selv når output fra U 3 går højt igen. Denne tilstand kan dog ikke vare på ubestemt tid, fordi RC-netværket af R 7 og C 2 bringer inputen til U 5 til en lav tilstand over tid og således "nulstiller" pulsindikeringskredsløbet.

Bemærkninger:

Jeg anbefaler en 0, 47 μF kondensator til C 2 og en 100 kΩ modstand for R 7 . Den tilføjede egenskab ved en pulsindikatorlampe er specielt flot, fordi den gør brug af, hvad der ellers ville være ubrugte porte i en 4011 CMOS NAND gate IC. Den eneste tilføjede komponent er den fjerde LED, strømbegrænsende modstand R 6, kondensator C 2 og modstand R 7 .

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →