实验目标
1.了解TTL非门、与非门内部电路的电路原理、电路结构和特点
2.学习TTL非门、与非门内部电路的构建和测试
实验器材
ADALM2000
100kΩ电阻 x 1 2.2kΩ电阻 x 1 470Ω电阻 x 1 100Ω电阻 x 1 1N914 x 1 NPN晶体管 x 5 | 面包板 导线
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理论基础
TTL非门的原理图如图1所示。此电路克服了单晶体管非门电路的局限性。基本TTL非门由三级组成:电流导引输入Q1、分相级Q2和输出驱动级Q3和Q4。
给TTL非门再增加一个输入,便得到一个TTL与非门,如图2所示。
图2
实验步骤
1. 按照图1,在面包板上搭建电路,并对电路进行检测。
2. 接入5V电源电压。
3. 将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波。在x-y模式下使用示波器观察电路的电压传输曲线。
4. 在图1的基础上,增加一个输入,得到TTL与非门。
5.将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波,将W2设置为具有0 V偏移、6 V峰峰值、90°相位的100 Hz三角波。用示波器观察电路的输出,并记录。
6. 验证与非门电路的逻辑功能。
(1)W1、W2均为低电平输入:此时输出为高电平
(2)W1、W2为一高、一低电平输入:此时输出为低电平
(3)W1、W2均为高电平输入:此时输出为低电平
参考答案
实验电路仿真。
1、将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波。在x-y模式下使用示波器观察电路的电压传输曲线。
(1)Y/T模式:
(2)C/A模式:
2、将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波,将W2设置为具有0 V偏移、6 V峰峰值、90°相位的100 Hz三角波。用示波器观察电路的输出,并记录。
(1)Y/T模式:
与非门电路PCB设计
1、在AD中创建PCB工程,新建与非门电路原理图并进行绘制。
2、创建PCB文件,在在PCB界面上Keep-Out Layer层绘制50mm*35mm的PCB板框,将原理图中的元件转化成PCB文件,将封装元件例如PCB板框,然后进行元件布局,接着进行元件走线宽度的设置,再依据元件的连接关系进行PCB走线。
3、在Bottom Layer中对地进行覆铜操作完成PCB设计。
与非门电路PCB设计心得
使用Altium Designer绘制分立元件组成的与非门控制电路PCB是一次深刻的学习经历。在设计过程中,我深入理解了电路原理图与PCB布局之间的关联,掌握了元件布局的优化技巧,以及布线的原则。
相比较面包板,PCB更稳定性更可靠性:PCB上的焊盘和走线提供了更加稳定的电气连接,而面包板上的连接是通过弹簧夹来实现,容易松动。PCB更耐用性:PCB设计用于长期使用,不易损坏;面包板则容易因多次插拔元件而磨损。PCB比面包板布置电路更整洁、更规范。