TTL非门、与非门内部电路

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

理论基础

TTL（晶体管-晶体管逻辑）非门和与非门是数字电路中的基本元件。TTL非门内部电路通常由三级组成：电流导引输入级、分相级和输出驱动级。这些级别协同工作，以实现对输入信号的逻辑非操作。

TTL非门电路原理图如图1所示，通过合理设计各级晶体管和电阻的值，可以实现对输入信号的快速响应和低功耗操作。

当在TTL非门的基础上增加一个输入时，即可构成TTL与非门。TTL与非门电路原理图如图2所示，它接受两个输入信号，并输出这两个输入信号的逻辑非与结果。

                  图1

              图2

实验步骤

1. 搭建电路

根据图1所示的原理图，在面包板上搭建TTL非门电路，并确保所有元件的连接正确无误。

使用万用表对电路进行初步检测，确保没有短路或断路现象。

2. 接入电源

将ADALM2000实验板的5V电源电压接入TTL非门电路。

检查电源电压连接情况，确保电源稳定且符合电路工作要求。

3. 测试TTL非门

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，作为TTL非门的输入信号。

在x-y模式下使用示波器观察电路的电压传输曲线，记录非门电路的输入输出关系。

4. 构建TTL与非门

在TTL非门电路的基础上，按照图2所示的原理图增加一个输入，构建TTL与非门电路。

确保新增输入信号的连接正确无误，并使用万用表对电路进行再次检测。

5. 测试TTL与非门

将信号发生器W2设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波，作为与非门的第二个输入信号。

将W1设置为具有相同参数但相位差为90°的三角波，作为与非门的第一个输入信号。

使用示波器观察TTL与非门的输出波形，并记录输出信号的变化情况。

6. 验证逻辑功能

根据TTL与非门的逻辑功能，验证实验所得输出波形符合预期结果，与我的仿真结果保持了一致。

分析实验结果，并讨论TTL非门和与非门在实际应用中的优缺点。

我们根据仿真的模拟图绘制了原理图和对应的PCB，阻值保持一致。

电路仿真

在这里我们使用了函数发生器来产生预期的波形，然后将发生器的输出同电路的输出一起使用示波器进行观看，方便对照结果，通过分析波形，发现与预期的结果一致。

对于与非门，实际修改的内容不多，我们这里使用两个6V 10ms的三角波，相位差个90度。

可以看到仿真波形与预期的保持了一致，与非门的设计与仿真的内容一致。

心得体会

通过本次实验，我们深入了解了TTL非门和与非门内部电路的电路原理、电路结构和主要特点。通过搭建和测试电路，我们掌握了TTL非门和与非门的基本使用方法，并验证了其逻辑功能。此外，通过电路仿真分析，我们进一步加深了对TTL非门和与非门电路工作原理的理解。本次实验为我们今后学习和应用数字电路打下了坚实的基础。