BRAMKA Z UKŁADEM SCHMITTA

LABORATORIUM
PODSTAWY
ELEKTRONIKI
BRAMKA Z UKŁADEM
SCHMITTA
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie się z budową i zasadą działania bramki z układem Schmitta na przykładzie
bramki NAND 74132. Na podstawie pomiarów zbadać progi przełączania bramki oraz wykreślić
charakterystykę przełączania. Dla porównania zestawić układ komparatora z przerzutnikiem
Schmitta np. w układzie odwracającym.
Program tego ćwiczenia mA zostać zrealizowany na praktycznym zestawieniu bramek i
przyrządów pomiarowych.
Przebieg ćwiczenia:
1. Zapoznanie się z budową i zasadą działania bramek z układem Schmitta, występujących
na danym stanowisku laboratoryjnym, korzystając z instrukcji.
2. Ustalić odpowiedni poziom napięcia wejściowego oraz jego częstotliwość, do
prawidłowej obserwacji napięcia wyjściowego. Wykonać pomiar dla kilku wartości
wejściowych przy róŜnych częstotliwościach.
3. Podać sygnał sinusoidalny na wejście (pkt. 2) i przeprowadzić analizę progów
przełączania bramki. Zilustrować to na wykresie.
4. Podać sygnał trójkątny na wejście (pkt. 2) i przeprowadzić analizę progów przełączania
bramki. Zilustrować to na wykresie.
5. Zbudować przerzutnik Schmitta w układzie odwracającym wykorzystując komparator.
Wyznaczyć progi przełączania układu i zilustrować to na charakterystyce.
6. Wyniki ćwiczenia umieścić w sprawozdaniu.
2
Wiadomości wstępne.
Bramka z układem Schmitta
W wielu zastosowaniach trzeba przekształcić stosunkowo wolnozmienne sygnały,
dostarczane przez róŜnego rodzaju przetworniki i układy pomiarowe, w impulsy o odpowiednio
stromych zboczach do sterowania układów scalonych TTL. Przy przesyłaniu informacji
cyfrowych między róŜnymi częściami systemów cyfrowych z reguły jest poŜądane zapewnienie
moŜliwie największej odporności na zakłócenia. Warunki te w znacznej mierze są spełnione po
zastosowaniu układu progowego z histerezą, znanego w układach elektronicznych pod nazwa
układu Schmitta. Przełączania bramki Schmitta następuje przy przekraczaniu napięcia ok. 1,7V
przy narastaniu sygnału wejściowego i przy napięciu ok. 0,9V przy opadaniu tegoŜ sygnału.
Rys. 1 Schemat bramki NAND Schmitta (a), symbol graficzny bramki (b) oraz charakterystyka
przejściowa (c)
3
Rys. 2 Formowanie impulsu – przy silnych zakłóceniach.
Bramki z układem Schmitta są stosowane na wejściach układów cyfrowych do formowania
impulsów zwłaszcza przy silnych zakłóceniach. Układ przesuwania poziomu (tranzystor T7 i
dioda D2) dopasowuje poziomy napięć pomiędzy wyjściem układu Schmitta a układem
wyjściowym bramki. W przypadkach zakłóceń, których amplituda przekracza poziom ok. 1.2V
naleŜy dodatkowo stosować filtry dolnoprzepustowe RC lub bardziej skuteczny filtr LC.
Rys. 3 Układ scalony z bramkami Schmitta - cztery dwuwejściowe bramki SCHMITT-NAND.
(widok z góry)
1A
1B
/1Y
2A
2B
/2Y
GND
+---+--+---+
|1 +--+ 14|
|2
13|
|3
12|
|4 74132 11|
|5
10|
|6
9|
|7
8|
VCC
4B
4A
/4Y
3B
3A
/3Y
+---+---*---+
| A | B |/Y |
+===+===*===+
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
+---+---*---+
__
/Y = AB
+---------------+
Rys 4. Wyprowadzenia układu scalonego – oraz tablica prawdy
4