ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ АЛОҚА, АХБОРОТЛАШТИРИШ ВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ДАВЛАТ ҚЎМИТАСИ
ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ
Электроника ва радиотехника
кафедраси
СХЕМОТЕХНИКА
фанидан лаборатория ишлари учун
услубий кўрсатмалар
ТОШКЕНТ 2014
УДК 621.385.1
Атаниязов А.К., Мирхабибова Д.М., Нурмухамедова Т.У.
5330100-Ахборот тизимларининг математик ва дастурий таъминоти
5330200-Информатика ва ахборот технологиялари (тармоқлар бўйича)
5330300-Ахборот хавфсизлиги
5610600-Хизмат кўрсатиш техникаси ва технологияси
(хизмат кўрсатиш тармоқлари бўйича)
5111000-Касб таълими (Информатика ва ахборот технологиялари
(тармоқлар бўйича))
5620300-Почта алоқаси технологияси таълим йўналишларида таълим олаётган талабалар учун схемотехника фанидан лаборатория ишлари учун услубий кўрсатмалар. ТАТУ, 2014.
Мазкур лаборатория ишлари бўйича услубий кўрсатмаларда кенг тарқалган аналог ва рақамли интеграл микросхемаларнинг характеристика ва параметрларини тажриба асосида аниқлаш усуллари берилган.
© Тошкент ахборот технологиялари университети
ЎЛЧАШ ПРАКТИКУМИ
1. Лаборатория практикуми вазифалари.
Талаба лаборатория ишларини бажариш учун олдиндан ҳозирлик кўриш, тажриба ўтказиш, олинган натижаларни қайта ишлаш, ҳисобот тузиш ва ҳимояга тайёргарлик кўриш жараёнларида қуйидаги умумий мавзуларни пухта ўзлаштирган бўлиши лозим:
1.1 . Тадқиқ этмоқчи бўлган электрон асбоб (ЭА) ҳақида умумий маълумотлар:
- ЭА вазифаси ва қўлланиш соҳаси;
- ЭА электродларнинг номи ва вазифаси;
- ЭА нинг схемаларда шартли белгиланиши;
- ЭА турларининг белгиланиш тизимлари;
- ЭА асосий параметрлари қийматининг тартиби.
1.2. Ўлчаш схемаси:
- схеманинг турли занжирларидан ток ўтиши;
- ўлчаш асбобларининг вазифалари;
- схемани электр манбага улаш ва узатиш тартиби;
- иш режимини ростлаш усуллари.
1.3. Ўлчашни бажариш услуби:
- характеристикаларни ўлчаш тартиби;
- характеристикаларни ўлчашда иш режими параметрларининг чегаравий эксплуатация қиймати;
- ЭА параметрларини тажриба усулида аниқлаш;
- ЭА математик модель параметрларини тажрибада аниқлаш усули.
1.4. Назарий саволлар:
- тадқиқ этилаётган ЭА ишлаш принципи;
- тадқиқ этилаётган ЭА уланиш схемаси: электр манба қутблари, токларнинг йўналиши, электрод токларининг оқиб ўтиш занжирлари ва уларнинг ташкил этувчилари, токларнинг ўзаро боғланиши;
- ЭА статик характеристикалари ва бошқа тажрибада олинган боғлиқликларнинг моҳияти;
- ЭА математик модели параметрларини тажриба маълумотларидан аниқлаш услублари ва уларнинг физик маъносини тушунтириш;
- осциллограммаларни изоҳлаш;
- тадқиқ этилаётган ЭА чегаравий параметрларининг физик нуқтаи назардан тушунтириш.
1.1.-1.3 - мавзуларнинг деярли барча бандлари лаборатория ишларига тайёрланиш жараёнидаги уй вазифасининг мазмунини белгилайди ва улар мазкур тўпламдаги ҳар бир лаборатория ишларининг тавсифларида ўз ифодасини топган. Агар талаба иш бажаришдан аввал ёки иш бажариш вақтида юқорида таъкидланган мавзулар бўйича уй вазифаларини ўзлаштирмагани ўқитувчи томонидан аниқланса, у ҳолда талаба иш бажаришига рухсат этилмайди ёки иш бажаришдан четлаштирилади. Талабани 1.4 бандларни ўзлаштириши лаборатория ишини ҳимоя машғулотларида ўқитувчи томонидан текширилади.
1.2 - бандларида келтирлган ўлчаш схемалари ва ўлчов услублари масалалари мазкур қўлланманинг қуйида келтирилган "Универсал лаборатория стенди (УЛС) нинг тавсифи" берилган.
Ҳисоботларни тузиш учун 1.1 бандда келтирилган саволларга жавобни ЭА ҳақидаги маълумотномалардан излаш лозим.
2. Универсал лаборатория стендининг тавсифи
Универсал лаборатория стенди (УЛС) яримўтказгич асбобларни тадқиқ этишга мўлжалланган қурилма бўлиб, у “Электроника ва схемотехника” лабораториясининг асосий жиҳозларига киради. УЛС 25 та лаборатория ишларини фронтал усулда олиб боришга имкон беради.
УЛС тузилиш жиҳатдан асосий модуль ва лаборатория модулидан иборат (1.1- расм).
1.1- расм. УЛСнинг умумий кўриниши.
1.2 – расм. УЛСнинг асосий модули.
Асосий модуль иккита кучланиш манбаи (Е1 ва Е2), иккита мультиметр ва паст частота генераторидан ташкил топган. Е1 ва Е2 кучланиш манбалари ростланадиган бўлиб, унинг чиқишидаги қийматлари нолдан тадқиқ этилаётган электрон асбоб иш параметрлари билан чегараланган юқори қийматгача ўзгаради (1.2 – расм).
1.3 – расм. УЛСнинг лаборатория модули.
1.4 – расм. Осцилографнинг олд панелдан кўриниши.
Лаборатория модули иккита мультиметр, иккита ростланувчи манба, иккита ростланмайдиган: икки қутбли Е3 (+15В ва -15В) манба ҳамда ростланмайдиган Е4 (+5В) манба, паст частота ва импульс генераторлари, электродлари учлари сифатида хизмат қилувчи тадқиқ этиладиган электрон асбоб оёқчалари ва микросхемалар махсус коммутация майдонини ташкил этувчи уячалардан иборат (1.3 – расм).
Паст частота генератори амплитудаси ростланадиган бўлиб, унинг учта чиқишидан умумий нуқтага нисбатан (1:1, 1:10, 1:100) сигнал тадқиқ этилаётган электрон асбоб ёки интеграл микросхемага берилади.
Импульслар генератори частотаси ростланувчи бир қутбли импульслар кетма – кетлиги ва зинасимон ўзгаришли чиқишларга нисбатан сигнал тадқиқ этилаётган электрон асбоб ёки интеграл микросхемага берилади.
Электрон асбоб ва микросхемалар тадқиқ этиладиган махсус коммутация майдонида электрон асбобларнинг оёқчаларини улашга мўлжалланган квадрат шаклдаги 48 та коммутация уялари жойлаштирилган. Бу уячалар чиқишни фақат учта нуқтадан тармоқлантириши мумкин. Ўрганилаётган электрон асбоб оёқчалари ёнма – ён жойлашган квадратлар уяларига уланади. Акс ҳолда электрон асбоб оёқчалари қисқа туташиши мумкин. Бу ҳолат юз берса, кучланиш манбалари уланиши билан огоҳлантирувчи оптик ва акустик сигнал чиқади. Бу вақтда огоҳлантирувчи ёруғлик сигналини тарқатаётган манба ўчирилиши зарур. Манба ўчирилганидан сўнг йиғилган схема қайта текширилади, хатолик аниқланади ва тузатилади.
Коммутация майдонининг ўрта қисмида интеграл микросхемалар оёқчаларининг чиқишларига мўлжалланган, 1 - 24 рақамлари билан белгиланган қизил рангли уячалар жойлаштирилган. Ушбу уячалардан юқорироқда интеграл микросхемаларни тадқиқ этиш учун уларни лаборатория модуль схемасига улайдиган панель жойлашган. Схема йиғишда ўрганилаётган микросхема оёқчалари панелга ўрнатилади ва уларнинг чиқишлари 1 – 24 рақамлари билан белгиланган уячалардан олинади.
Коммутация майдонининг юқори қисмида тўғри чизиқ бўйлаб жойлашган ва ўзаро уланган 2х8 кўринишидаги уячалар мавжуд. Бу уячалар тадқиқ этилаётган асбобнинг бирорта чиқишини улаш ва тармоқлантириш учун ҳизмат қилади. Коммутация майдонининг энг пастки қисмида худди шундай уячалар мавжуд бўлиб, улар тадқиқ этилаётган электрон асбобнинг зарур оёқчасини ерга улаш учун ҳизмат қилади.
Лаборатория модулидаги қора рангли уячалар электрон асбобларни ва қизил рангли уячалар эса мос равишда микросхемаларни улашда ишлатилади.
Ўрганилаётган электрон асбоб, интеграл микросхема ва электрон қурилмалар кириш ва чиқишларидаги электр сигналлар қийматлари ва шаклини осцилограф ёрдамида кузатиш мумкин (1.4 - расм). Бунинг учун осцилограф киришига кузатилиши зарур бўлган сигнал ўтаётган тугун махсус шнур билан уланади.
1 – лаборатория иши
ИМС тайёрлаш технологияси ва классификацияси билан танишиш. Берилган принципиал схемадан ИМС структураси, топология ва технологиясини ишлаб чиқиш
Ишнинг мақсади: ИМС тайёрлаш технологиясининг асосий босқичлари, уларнинг топологияси билан танишиш ва ИМС белгиланиш тизимини ўрганиб чиқиш.
1. Лаборатория ишини бажаришга тайёргарлик кўриш:
1.1. ИМС белгиланиш тизимини ўрганиб чиқиш ва берилган ИМСлар мажмуидаги ҳар бир ИМС учун қисқача характеристика бериш: функцмонал вазифаси, технологгиясининг тури, қўлланиш соҳаси, асосий параметрлари ва х.з.
1.2. Микроскоп ёрдамида кузатилаётган ИМСкристаллининг структурасини чизинг ва тушунтириб бериш.
|
0 |
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
|
8 |
9 |
2. Лаборатория ишини бажариш учун топшириқ:
2.1. Намойиш қилувчи макет ва кўргазмали қуроллар билан танишиб чиқинг.
2.2. Берилган мажмуадаги ИМСнинг номкрини, турининг классифи-кациясини ва ҳар бир ИМС туркумини аниқланг.
2.3. Маълумотномадан фойдаланиб ўрганилаётган ИМСга характеристика беринг: бажарадиган вазифаси, қўлланиўсоҳаси, асосий электр параметрлари.
2.4. ИМС тайёрлаш асосий босқичларидан фойдаланиб, ИМС тайёрлаш технологик босқичларининг кетма – кетлиги ҳақида умумий баён беринг ва уларга қисқача характеристика беринг.
2.5. Рим ўтказгич пластина намунасининг микроскопнинг кўриниш соҳасига ўрнатинг, аниқ тасвирга эришинг ва кўринаётган тасвирни чизиб олинг.
2.6. Кузатилаётган тасвир қайси технологик босқичга таълуқли.
2.7. Микроскоп остида тугалланган кичик ва ўрта даражали интеграциядаги ИМС топологиясини кўрикдан ўтказинг.
Ҳисобот мазмуни:
- берилган мажмуадаги ИМСларнинг асосий белгиланишлари;
- берилган мажмуадаги ҳар бир ИМС учун қисқача характеристика;
- яримўтказгич ва гибрид ИМСлар тайёрлаш технологик босқичларини баёни;
-микроскоп остида кузатилаётган ИМС кристалли структурасининг расми ва шу расмга мос келувчи технологик босқич моҳиятининг баёни.
Назорат саволлари
1. Интеграл микросхема (ИМС) нима ?
2. ИМС асосий хусусияти нимада ?
3. ИМС элементи ва компонентаси деб нимага айтилади ?
4. Пардали, гибрид ва ярим ўтказгичли ИМСларнинг бир – биридан фарқи нимада?
5. Нима сабабли транзисторли тузилма турли ИМС элементлари ясашда асосий ҳисобланади ?
6. Интеграл микросхема элементларини изоляцияси қандай амалга оширилади ?
7. Планар ва планар – эпитаксиал технологияда ясалган транзисторлар бир – биридан нимаси билан фарқ қилади ?
8. Рақамли ва аналог ИМСларнинг мураккаблик даражаси (интеграция даражаси) қандай аниқланади ?
9. Аналог ИМСларда қандай сигналлар қайта ишланади ? Рақамлидачи?
2 – лаборатория иши
Операцион кучайтиргич параметрларини тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: операцион кучайтиргич параметрларини ўлчаш усулларини ўрганиш.
1. Лаборатория ишини бажаришга тайёргарлик кўриш:
Интеграл кўринишда бажарилган операцион кучайтиргич (ОК) – бу универсал аналог микросхемадир. У икки киришли дифференциал кучайтиргичда бажарилган кенг полосали ўзгармас ток кучайтиргичи бўлиб, чиқишида шаклланаётган сигнал киришдаги сигналларнинг фарқига тенг бўлади.
Унинг чиқишида тескари алоқа занжирини қўллаб киришдаги сигналлар устидан турли математик амаллар бажариш имконияти борлиги туфайли ҳам - операцион кучайтиргич номини олган. Чиқиш занжирини танлашга қараб ОК қўшиш, айириш, кўпайтириш, ўрта қийматни аниқлаш, интеграллаш, дифференциаллаш, логарифмлаш ва бошқа амалларни бажариш учун қўлланилиши мумкин. Амалларни бажариш аниқлиги ОКнинг кучайтириш коэффициенти ва кириш қаршилиги қанча катта, чиқиш қаршилиги эса қанча кичик бўлса, шунча юқори бўлади.
ОК ни характерловчи параметрлар сони бир неча ўн қийматга етади.
Уларга қуйидагилар киради:
- тескари алоқасиз ОК кучайтириш коэффициент - КU. КU нинг тескари алоқасиз қиймати бир неча ўн – юз мингни ташкил этади;
- синфаз кириш сигналларнинг сўниш коэффициенти – КТА СФ. ОКнинг иккала киришига берилаётган сигналларни сўндириш қобилиятини баҳолайди. Одатда, КТА СФ децибелларда ифодаланади:
- силжитувчи кириш кучланиши - UСИЛ . Бу катталик, ОК чиқишида кучланиш нольга тенг бўлиши учун, киришга бериш керак бўлган кучланиш қийматини белгилайди. Бу катталик ОК нинг идеал эмаслигини характерлайди ва кириш каскадидаги транзисторларни бир хил эмаслигига асосланган. Одатда UСИЛ қиймати милливольт- ўн милливольтларда бўлади;
- кириш токлари - IКИР. Чиқишдаги кучланиш нольга тенг бўлганда киришларда оқиб ўтадиган токни билдиради. Бу токлар киришдаги биполяр транзисторларнинг база токлари ёки ОК кириш каскадида майдоний транзисторлар қўлланилган бўлса затвордаги сизиш токи билан тушунтирилади. Одатда IКИР қиймати наноампер – ўн микроампер (10-10...
10-15А) ларда белгилайди;
- кириш токларининг фарқи IКИР – 10...20% га етиши мумкин. Бу катталик ОК кириш каскадининг симметрик эмаслигини ифодалайди;
- чиқиш кучланишининг ортиб бориш тезлиги Vu.ЧИҚ - бу катталик UЧИҚ қийматини ўзининг номинал қийматидан 10% дан 90% гача ўзгаришининг, шу ўзгаришларга кетган вақтга нисбатига тенг;
- бирлик кучайтириш частотаси - f1 .Бу катталик ОКда кучланишни кучайтириш коэффициенти бирга тенг бўладиган кириш сигнали частотасини билдиради. Бу катталик ОК кучайтириши мумкин бўлган сигналларнинг частота диапазонини белгилайди.
2.1. а, б – расмларда ОКнинг схемаларда бериладиган шартли белгиси ва чиқишларнинг вазифалари тасвирланган.
а) б)
2.1-расм. ОКнинг шартли белгиси (а) ва чиқишларнинг вазифалари (б).
1 – ОКнинг инверсламайдиган кириши;
2 - ОКнинг инверслайдиган кириши;
3,4 – амплитуда - билан уланиш учун хизмат қиладиган чиқишлар;
5,6 – балансловчи ташқи элементлар билан уланиш учун хизмат қиладиган чиқишлар;
7 – ОК чиқиши;
8 – кучланиш манбаининг мусбат ишорали электродига уланиш чиқиши;
9 – кучланиш манбаининг манфий ишорали электродига уланиш чиқиши;
10 – схеманининг ноль шинасига (ноль потенциал) уланиш чиқиши.
Лаборатория ишида тадқиқ этилаётган ОКнинг чиқишларининг жойлашиши, параметрлари ва таҳрирловчи схемалар иловада келтирилган. Шу ёдда тутиш керакки, ОК асосидаги принципиал схемаларда мавжуд манба занжирлари ва стандарт таҳрирлаш схемалари келтирилмаслиги мумкин.
2. Лаборатория ишини бажариш учун топшириқ:
Иловадан тадқиқ этилаётган ОК шартли белгисини чизиб олинг (чиқиш рақамлари ва таҳрирлаш элементи билан), чегаравий қийматларини ёзиб олинг.
2.1. ОК кучайтириш коэффициентининг чегаравий қийматини аниқланг. Қанча катта қийматга эга бўлса, уни бевосита ўлчаш қийин. Шу сабабли КU қиймати ҳисоблаш натижасида олинади.
2.1.1. 2.2 – расмда келтирилган схемани йиғинг (ОК цоколи иловада келтирилган). (Шуни эслатиб ўтмоқчимизки, чатотани таҳрирловчи схема йиғилган бўлса ҳам унинг схемаси кўрсатилмаган. Кейинчалик Е3 манба элементи ҳам тушириб қолдирилади).
2.1.2. Генератор чиқишида (1) амплитудаси Uг=l В ва частотаси fr=l0..20 Гц бўлган синусоидал сигнал ўрнатинг. Бу вақтда осциллограф экранида (2) шакли бузилмалган сигнал кузатилиши керак (агар бузилишлар мавжуд бўлса, Ur ни камайтириш керак).
2.2-расм. Ўлчаш схемаси.
2.1.З. Вольтметр (3) ёрдамида ўзгарувчан U1 кучланиш (“А” нуқта билан умумий сим орасида) ва UЧИҚ ни ўлчанг, сўнгра КU қуйидаги формула ёрдамида аниқланг:
2.2. ОК силжитувчи кучланиши (UСИЛ) ва кириш токи (IКИР )ни ҳисоблаб топинг.
Бу катталиклар кичик қийматга эга бўлганлиги учун уларни бевосита ўлчаш мушкул. Шу сабабли улар ҳисоблаш ёрдамида аниқланади.
2.2.1. 2.3 – расмга мос равишда схемани йиғинг (схемада манба ва таҳрирлаш занжирлари кўрсатилмаган).
2.2.2. ОК инверсламайдиган киришини (схемада “+” ишора билан кўрсатилган) умумий сим билан уловчи П1 қайта улагични ўрнатинг (R1 резистор ўрнига). Вольтметр кўрсатаётган UЧИК1 ўзгармас кучланиш қийматини ёзиб олинг.
2.2.3. П1 қайта улагични олиб ташланг ва уни ОКнинг инверсламайдиган кириши билан R1 резистор умумий сими ўртасига ўрнатинг. Бу вақтда вольтметр кўрсатмаси ўзгаради. Бу қийматни UЧИК2 деб белгилаб, ёзиб олинг.
2.3-расм. Ўлчаш схемаси.
2.2.4. UЧИК1 ва UЧИҚ2 қийматларнинг ишорасига эътибор берган ҳолда силжитиш кучланиши
ва ОК кириш токи IКИР
2.3. ОК чиқиш кучланишининг ортиб бориш тезлиги Vu.ЧИҚ ни ўлчаш.
2.3.1. 2.4 – расмга мос равишда схемани йиғинг (схемада манба кўрсатилмаган).
Генератор чиқишидаги сигнал (Uг) шундай ўрнатилиши керакки, ОК каскади чиқишидаги кучланиш UЧИҚ максимал чегаравий қийматга яқин бўлсин, яъни чиқишдаги синусоидал сигнал чегаравий қийматга яқин бўлсину, лекин чегараланмасин. Бу вақтда генератор частотасини анча кичик қилиб танланг (0,1...1кГц).
2.3.2. Генератор частотасини орттириб бориб, чиқиш сигнали осцилограммасини кузатиб боринг. Кенгайиш камайган сари учбурчак шаклга яқинлашиб боради (2.5 - расм).
2.3.3. Генератор частотасини бир неча ўн кГц тартибда ўрнатиб, ҳамда каналдаги кучланиш “Y” ва ёйиш тезлиги (мкс/бўл)ни калибрлаб, олинган осцилограмма тиклигини ўлчан (2.5 - расм).
2.4-расм. Ўлчаш схемаси.
2.5-расм. Чиқиш сигнали осцилограммаси.
3. Ҳисобот мазмуни.
тадқиқ этилаётган ОК паспорт кўрсатмалари ва таҳрирлаш схемалари;
ОК параметрларини ўлчаш схемалари ва олинган натижалар.
4. Назорат саволлари.
1. “Идеал” ОК параметрларига қандай талаблар қўйилади ?
2. Нима сабабли ОКлар частота характеристикасини таҳлилисиз ишлай олмайдилар ?
3. ОК силжиш кучланиши параметри маъносини тушунтириб беринг.
4. ОК кириш токининг ўртача қиймати ва кириш токларининг фарқи параметрларининг физик маъносини тушунтиринг. Улар қандай кириш сигналларида ўлчанадилар ?
5. Чиқиш кучланиши ўсиш тезлиги параметрнинг физик маъносини тушунтиринг. ОК амплитуда - частотавий характеристикасини билган ҳолда, бу катталикни аниқлаш мумкинми ? Агар мумкин бўлмаса, нима сабабли ?
3 – лаборатория иши
Транзистор – транзистор мантиқ схемасида бажарилган рақамли схемаларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: Транзистор – транзистор мантиқ интеграл схемаси электр параметрларини тадқиқ этиш
1. Лаборатория ишини бажаришга тайёргарлик кўриш:
Бу ишни бажаришда мантиқий микросхемалар асосий электр параметрларининг физик маъносига ва ўлчаш услубларига, ҳамда транзистор – транзисторли мантиқ (ТТМ)нинг схемотехник хоссаларига эътибор қаратиш керак. Статик параметрлар узатиш характеристикаси (UЧИК=f(UКИР)) графиги ёрдамида (3.2 - расм) аниқланиши мумкин.
Аввал узатиш характеристикасидан (3.1 - расм) мантиқий ноль U0 ва мантиқий бир U1 сатҳлари (характеристиканинг унинг кўзгули акси билан туташган А ва В нуқталаридан аниқланади), сўнгра 3.2 – расмдаги графикдан I0КИР и I1КИР аниқланиб олинади.
График ёрдамида (3.1 – расм) ИМС статик шовқинларга бардошлиги Un=min (U+n,U–n ) аниқланади. (С ва D нуқталарда уринма 45° бурчак остида ўтишини эслатиб ўтамиз).
|
3.1 – расм. ТТМ мантиқий элементини узатиш характеристикаси |
3.2 – расм. Узатиш характеристикасидан I0КИР и I1КИР қийматларини аниқлаш |
Микросхема тезкорлиги сигнал тарқалишининг ўртача вақти билан аниқланади:
,
бу ерда t0,1кеч ва t1,0кеч – импульс амплитудасининг 0,5 даражасида ўлчанадиган, импульс олди ва орқа фронтларининг ўртача кечикиш вақти.
Микросхема тежамкорлиги ўртача истеъмол қуввати (ноль ва бир ҳолатларда) билан баҳоланади:
.
Микросхеманинг интергал сифатини уланиш ишининг сунъий параметри белгилайди:
.
Лаборатория ишида таркибида 4 та 2ЁКИ–ЭМАС схемаси бўлган К155ЛАЗ ёки К555ЛАЗ микросхемаси қўлланилади. Тадқиқ этилаётган микросхема принципиал схемаси, чиқишларнинг жойлашиши ва асосий электр параметрлари иловада келтирилган.
Ишни бажаришга тайёршгарлик кўриш жараёнида иловада келтирилган ИМС схемаси ва параметрлари ҳисоботга киритилиши лозим.
2. Лаборатория ишини бажариш учун топшириқ:
2.1. Микросхеманинг узатиш ва кириш характеристикаларини ўлчаш.
2.1.1. К155ЛА3 микросхемада мавжуд тўртта 2 ЁКИ - ЭМАС элементларнинг ихтиёрий биридан фойдаланиб, 3.3 – расмда келтирилган схемани йиғинг (мисол тарикасида бир схеманинг чиқишлари тартиби келтирилган).
3.3-расм. Ўлчаш схемаси.
ИМС киришларидан бирига кириш кучланиши беринг, иккичисига (ишлатилмаяпганига) эса манбанинг “+” қутбини уланг. Е1 кириш кучланишини 0...5 В оарлиғда ўзгартириб бориб кириш IКИР=f(UКИР) ҳамда узатиш характеристикасини UЧИҚ=f(UКИР) ўлчанг. Ўлчаш натижаларини жадвалга киритинг.
2.1.2. UКИР=U0 ≈ 0,4 В бўлганда ва UКИР=U1» 2,4 В бўлганда мос равишда истеъмол I0ист. ва I1ист. токларини ўлчанг (U0 ва U1 сатҳ қийматлари паспорт кўрсатмаларидан олинади).
2.2. Микросхема юклама қобилиятини ўлчаш.
Олдинги бандда тадқиқ этилган схемадан фойдаланинг. ИМС киришига паспорт кўрсатмасидаги мантиқий ноль қийматини Uкир=0,4 В беринг. ИМС чиқишига юклама қаршиликлари: RЮ=10к Ом, 1 кОм, 470 Ом, 100 Ом бериб, юклама чиқиш характеристикасини UЧИК=f(RЮ) ўлчанг.
2.3. Мантиқий микросхема тезкорлигини тадқиқ этиш.
3.4 – расмда келтирилган схемани йиғинг. Ўлчашни соснлаштириш мақсадида кечикиш вақтини узайтириш мақсадида тўртта микросхема кетма – кет уланган (олинган натижани тўртга бўлиш кераклиги ёддан кўтарилмасин).
3.4-расм. Ўлчаш схемаси.
Кириш (А нуқта) ва чиқиш (В нуқта) га осцилографни уланг. Бу вақтда ИМС чиқишига осцилограф пультида ўрнатилган кучланиш бўлувчиси 1:10 орқали уланиши керак. Бу ҳолат уланиш кабели сиғими ва осцилограф таъсирини 10 маротабага камайтиришга имкон беради. (Кириш занжири паст омли бўлгани учун, бу ерда бу холат талаб этилмайди).
Киришга амплитудаси 5 В ва частотаси 1 кГц бўлган тўғри бурчакли импульслар берилади. Олди ва орқа фронтларнинг кечикиш вақтларини (t0,1кеч , t1,0кеч) аниқланг.
3. Тажрибада олинган натижаларни ишлаш.
3.1. 2.1 – банддаги ўлчаш натижалари бўйича UЧИК=f(UКИР) ва IКИР=f(UКИР) боғлиқликлар графикларини чизинг ва асосий параметрларни аниқланг: U0, U1, I0КИР, I1КИР, UМ+, UМ-, UМ.. Ўртача истеъмол қувватини Рўрт ҳисобланг.
3.2. Сигнал тарқалишидаги ўртача кечикиш вақти tкеч.ўрт ҳамда қайта уланиш ишини Аул ҳисоблаб топинг.
3.3. 2.2 – бандда ўлчанган чиқиш кучланишининг юкламага боғлиқлик графигини U1ЧИК=f(RЮ) қуринг. Графикда кучланиш пасайишинининг паспорт кўрсатмасидаги қиймати U1ЧИК=2,4 В га мос келувчи юкламанинг RЮ..min қийматини белгиланг.
4. Ҳисобот мазмуни.
1) иловада келтирилган К155ЛА3 микросхема паспорт кўрсатмалари;
2) ўлчаш натижалари жадваллари ва боғлиқликлар графиклари;
3) олинган ИМС параметрлари қийматлари.
5. Назорат саволлари.
1. Қандай мақсадда ТТМ схемаларда мураккаб инвертор қўлланилади ?
2. ТТМ схемасининг диод – транзисторли мантиқ (ДТМ) схемасидан афзаллиги нимада ?
3. Уч ҳолатга эга мантиқий схема нимадан иборат ?
4. ИМС чиқиш занжирларини шунтловчи диодлар қандай вазифани бажарадилар ?
4 – лаборатория иши
Бир турдаги МДЯ- транзисторларида бажарилган
рақамли схемаларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: Бир турдаги МДЯ-транзисторларни калит режимида ишлаш хоссаларини ўрганиш. МТни юклама резистори сифатида қўлланилишини ўрганиш.
1. Лаборатория ишини бажаришга тайёргарлик кўриш:
Бу ишни бажаришда сток токи занжиридаги қаршилик қийматининг узатиш характеристикаси кўринишига таъсирини ўрганиб чиқинг. Квази чизиқли юклама сифатида турли майдоний транзисторлар қўлланилганда узатиш характеристикалар турлича бўлишига аҳамият беринг.
Мантиқий сигналлар сатҳларини аниқлашда калитнинг узатиш характеристикаси UЧИҚ=f(UКИР) дан фойдаланилишига эътибор беринг. (4.1- расм)
Мантиқий ноль U0 ҳамда мантиқий бир U1 сатҳлар узатиш характеристикаси ва унинг кўзгули акси (пунктир чизиқ) кесишган нуқталардан аниқланади.
ΛU = U1 – U0 мантиқий сигналларнинг сатҳлар фарқи деб аталади.
4.1-расм. Бир турдаги МДЯ- транзисторларида бажарилган калитнинг
узатиш характеристикаси
2. Лаборатория ишини бажариш учун топшириқ:
2.1. МТ да ясалган калит узатиш характеристикасига юклама қаршилигининг таъсирини UЧИҚ=f(UКИР) тадқиқ этиш.
n- турдаги канали индукцияланган МДЯ транзисторда бажарилган калит схемаси 4.2-расмда келтирилган. Схема Е2=9В манбадан таъминланади. Кириш кучланиши UКИР росланувчи Е1 кучланиш манбаидан берилади. Чиқиш кучланиши UЧИҚ ва истеъмол қилинаётган токни ўлчаш учун рақамли вольтметр ва амперметрлардан фойдаланинг. VТ1 сифатида К176ЛП1 микросхемадаги n-каналли транзисторларнинг бирини олинг. Ишлаш қулай бўлиши учун иловада келтирилган микросхема принципиал схемасини чизиб олинг ва электродлари рақамларини белгилаб олинг.
Тажрибани қуйидаги тартибда олиб бориш тавсия этилади:
- МДЯ транзистор сток занжирига чизиқли резистор R=51 кОм ни уланг;
- кучланиш манбаи қийматини Е2=9 В қилиб ўрнатинг;
- кириш кучланишини 0 дан 9В гача ўзгартириб бориб, UЧИҚ=f(UКИР) ва IИСТ=f(UКИР) боғлиқлигини ўлчанг;
- қаршиликнинг R=10 кОм ва 3,5 кОм қийматлари учун ўлчашларни такрорланг;
- тажриба натижаларидан фойдаланиб UЧИҚ=f(UКИР) боғлиқлик графикларини қуринг.
2.2. n - МДЯ транзисторларда ясалган калит узатиш характеристикасини тадқиқ этиш.
n -МДЯ транзисторларда ясалган калитни тадқиқ этиш схемаси 4.3 – расмда келтирилган. VТ1 ва VТ2 транзисторлар сифатида К176ЛП1 микросхемадаги ихтиёрий транзисторларни ёки алоҳида калит схемасини олинг.
2.1 – банддаги тажрибаларни такрорланг.
|
4.2 – расм. .n -МДЯ транзисторларда бажарилган калит схемаси. (Юкламада резистор) |
4.3 – расм. n -МДЯ транзисторларда бажарилган калит схемаси. (Юкламада транзистор) |
3. Тажрибада олинган натижаларни қайта ишлаш.
3.1. 2- бандда олинган узатиш характеристикаларни қуринг.
3.2. Ҳар бир калит учун мантиқий сигнал U0 ва U1 сатҳлари ва мантиқий сигналлар сатҳлар фарқи ΛU = U1 – U0ни аниқланг.
Олинган натижаларни 4.1 – жадвалга киритинг.
4.1 - жадвал
|
Параметр Юклама тури |
U0, В |
U1, В |
ΛU, В |
PЎРТ, мВ |
|
Қаршиликли юклама |
|
|
|
|
|
Rю=51кОм |
|
|
|
|
|
Rю=10кОм |
|
|
|
|
|
Rю=3,5кОм |
|
|
|
|
|
n – МДЯ (p-МДЯ) транзисторли калит |
|
|
|
|
3.3. Мантиқий ноль ва мантиқий бир ҳолатларида манбадан истеъмол қилинаётган қувватнинг ўртача қийматини аниқланг:
; 
.
4. Ҳисобот мазмуни.
1) ўлчаш схемалари;
2) олинган боғлиқликлар жадваллари ва графиклари;
3) ўлчаш ва ҳисоб натижаларининг таҳлили.
5. Назорат саволлари.
1. Юклама сифатида қаршилик уланган калит параметрларининг юкламадаги қаршилик қийматига боғлиқлигини тушунтиринг.
5 – лаборатория иши
Комплементар МДЯ- транзисторларида бажарилган
рақамли схемаларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: Комплементар МДЯ-транзисторларни калит режимида ишлаш хоссаларини ўрганиш.
1. Лаборатория ишини бажаришга тайёргарлик кўриш:
Бу ишни бажаришда сток токи занжиридаги қаршилик қийматининг узатиш характеристикаси кўринишига таъсирини ўрганиб чиқинг. Квази чизиқли юклама сифатида турли майдоний транзисторлар қўлланилганда узатиш характеристикалар турлича бўлишига аҳамият беринг.
Мантиқий сигналлар сатҳларини аниқлашда калитнинг узатиш характеристикаси UЧИҚ=f(UКИР) дан фойдаланилишига эътибор беринг. (5.1- расм)
5.1-расм. Комплементар МДЯ-транзисторларда бажрилган калит
узатиш характеристикаси.
Мантиқий ноль U0 ҳамда мантиқий бир U1 сатҳлар узатиш характеристикаси ва унинг кўзгули акси (пунктир чизиқ) кесишган нуқталардан аниқланади.
ΛU = U1 – U0 мантиқий сигналларнинг сатҳлар фарқи деб аталади.
2. Лаборатория ишини бажариш учун топшириқ:
2.1. МТ да ясалган калит узатиш характеристикасига юклама қаршилигининг таъсирини UЧИҚ=f(UКИР) тадқиқ этиш.
n- турдаги канали индукцияланган МДЯ транзисторда бажарилган калит схемаси 5.2-расмда келтирилган. Схема Е2=9В манбадан таъминланади. Кириш кучланиши UКИР росланувчи Е1 кучланиш манбаидан берилади. Чиқиш кучланиши UЧИҚ ва истеъмол қилинаётган токни ўлчаш учун рақамли вольтметр ва амперметрлардан фойдаланинг. VТ1 сифатида К176ЛП1 микросхемадаги n-каналли транзисторларнинг бирини олинг. Ишлаш қулай бўлиши учун иловада келтирилган микросхема принципиал схемасини чизиб олинг ва электродлари рақамларини белгилаб олинг.
Тажрибани қуйидаги тартибда олиб бориш тавсия этилади:
- МДЯ транзистор сток занжирига чизиқли резистор R=51 кОм ни уланг;
- кучланиш манбаи қийматини Е2=9 В қилиб ўрнатинг;
- кириш кучланишини 0 дан 9В гача ўзгартириб бориб, UЧИҚ=f(UКИР) ва IИСТ=f(UКИР) боғлиқлигини ўлчанг;
- қаршиликнинг R=10 кОм ва 3,5 кОм қийматлари учун ўлчашларни такрорланг;
- тажриба натижаларидан фойдаланиб UЧИҚ=f(UКИР) боғлиқлик графикларини қуринг.
2.2. КМДЯ транзисторларда ясалган калит узатиш характеристикасини тадқиқ этиш.
КМДЯ транзисторларда ясалган калитни тадқиқ этиш схемаси 5.3 – расмда келтирилган. VТ1 ва VТ2 транзисторлар сифатида К176ЛП1 микросхемадаги ихтиёрий комплементар транзисторлар жуфтлиги ёки алоҳида калит схемасини олинг.
2.1 – банддаги тажрибаларни такрорланг.
3. Тажрибада олинган натижаларни қайта ишлаш.
3.1. 2- бандда олинган узатиш характеристикаларни қуринг.
3.2. Калит учун мантиқий сигнал U0 ва U1 сатҳлари ва мантиқий сигналлар сатҳлар фарқи ΛU = U1 – U0ни аниқланг.
5.3-расм. VТ1 ва VТ2 лар сифатида К176ЛП1 микросхемадаги ихтиёрий комплементар транзисторлар жуфтлиги ёки алоҳида калит схемаси
3.3. Мантиқий ноль ва мантиқий бир ҳолатларида манбадан истеъмол қилинаётган қувватнинг ўртача қийматини аниқланг:
; .
4. Ҳисобот мазмуни.
1) ўлчаш схемалари;
2) олинган боғлиқликлар жадваллари ва графиклари;
3) ўлчаш ва ҳисоб натижаларининг таҳлили.
5. Назорат саволлари.
1. Нима сабабли КМДЯ транзисторларда ясалган калит статик ҳолатларда манбадан қувват истеъмол қилмайди ?
ЎЛЧАШ ПРАКТИКУМИ
с Замонавий ахборот технологиялари таълим соҳасида янги восита ва усулларни яратиш имконини беради. Бу масалани ҳал қилишда компьютерда лаборатория амалиётларини яратиш энг муҳим ва мураккаб ҳисобланади.
Ихтиёрий фан бўйича лаборатория амалиёти асосини ўрганилаётган ҳодиса ва жараёнларни имитация қиладиган лаборатория макетлари билан уланган ўлчов асбоблари мажмуи ташкил этади. Ҳозирги кунгача ўқув лабораторияларида асосан анъанавий ўлчов асбоблари қўлланиб келинар эди. Энди виртуал ўлчов асбоблари ёрдамида яратилган компьютердаги ўлчов асбобларидан фойдаланиш талаб этилмоқда. Ўқув лабораториясидаги виртуал асбоб (ВА) - қўшимча махсус дастурий таъминот ва турли ўлчов модуллари, масалан, кўпфункционал кириш - чиқиш платаси билан таъминланган компьютердир. ВА ўлчанаётган ахборотни йиғиш, қайта ишлаш ва акс эттиришни автоматлаштириш имконини беради, фойдаланувчи учун қулай интерфейсга эга, унинг дастурий ва аппарат воситалари эса анъанавий ўлчов воситаларига хос бўлган вазифаларни амалга ошириш имконини беради, натижаларни монитор экранида фойдаланувчига қулай шаклда акс эттиради. Лаборатория амалиётида қўлланиладиган ВА схемаси 1– расмда келтирилган.
ВА дастурий таъминоти ҳам Visual С++, Visual Basic ва бошқалар каби стандарт воситалар ёрдамида, ҳам махсус дастурлар ёрдамида тузилиши мумкин. Ҳозирги кунда махсус дастурий таъминот сифатида National Instruments компаниясининг LabVIEW амалий дастурий пакети энг мос ва қулай ҳисобланади.
Ўлчов жараёнларини автоматлаштириш бўйича яратилаётган замонавий аппарат воситаларининг деярли барчаси LabVIEW драйверлари билан мос келади. Мазкур муҳитда иловалар яратиш визуал воситалар ёрдамида амалга оширилади ва дастурлаш бўйича махсус билимга эга бўлиш талаб қилинмайди.
Лаборатория амалиётини бажариш учун Windows 9х ёки янада юқори версия ва махсус аппарат воситалари ҳамда оригинал дастурий таъминотга эга бўлган замонавий компьютер билан жиҳозланган асосий лаборатория стенди керак бўлади.
1 – расм. Виртуал асбоб тузилмаси.
Шасси сифатида РСI-6251 турдаги аналог ва рақамли кириш-чиқиш платасига эга бўлган кўпфункционал NI ELVIS лаборатория станцияси танланган. Стенд ўлчанаётган схемалар йиғилган лаборатория модуллари жамланмасидан ташкил топган. Лаборатория стендининг ташқи кўриниши 2 – расмда кўрсатилган.
Услубий кўрсатмаларда келтирилаётган амалий дастурий таъминот 8.2. версиядаги LabVIEW муҳитида лойиҳалаштирилган. Лаборатория амалиёти ресурсларига масофадан уланиш режими National Instuments технологияси ёрдамида амалга оширилади.
2 - расм. Лаборатория стендининг ташқи кўриниши.
Келтирилган барча лаборатория ишларни бажаришда талаба фақат ВА ташқи панелида ишлайди, яъни ВАни яратиш бўйича диаграммаларга мурожат этиш имкони йўқ.
Ташқи панель ВА ташқи кўринишини ва фойдаланувчи билан ўзаро боғланиш интерфейсини белгилаб беради. Ташқи панелда: ВАни бошқариш бўйича турли элементлар (қайта улагичлар, киритиш майдони ва бошқалар) ва ўлчанаётган ахборотни акс эттириш бўйича элементлар (рақамли индикаторлар, график экранлари ва бошқалар) жойлашган. Тақдим этилаётган интерфейс фойдаланувчи учун жуда қулай бўлиб, лаборатория ишини бажаришда фақат компьютерда ишлаш малакаси бўлишни ва албатта, ишни бажариш юзасидан мақсад ва вазифаларни тўғри белгилаб олишни талаб қилади.
Лаборатория ишларини бажаришга тайёрланаётганда биринчи навбатда “Иш бажариш юзасидан маълумотлар” бўлимида келтирилган вазифаларга эътибор қаратиш керак. Бунда талабалар асосий ва қўшимча адабиётларда келтирилган маълумотларни ўзлаштирган бўлишлари талаб қилинади.
Лаборатория ишини бажариш
учун барча ҳолатларда компьютер ишга туширилгандан сўнг, амалиётни
таъминлайдиган дастурий папкани очиш керак ва лаборатория иши дастурини ишга
тушириш керак (лаборатория иши тартиб рақамига мос равишда файл номи
аниқланиб икки марта босилади). Монитор экранида 3 - расмда кўрсатилган
дарча очилади. Дастурни ишга тушириш 
ифодаланган RUN тугмасини босиш
билан амалга оширилади.
3 - расм. LabVIEW дастури дарчасининг ташқи кўриниши.
Лаборатория ишини бажариш жараёнида “Лаборатория стенди тавсифи” бўлимидаги ахборотлар билан танишиб чиқиш ва “Топшириқлар” бўлимида келтирилган кўрсатмаларни кетма – кет бажариш керак. Иш бажариш жараёнида монитор экранида маълум қўшимча тавсиялар берилиб борилиши ҳам мумкин. Ўлчов ва кузатув натижаларини, дарҳол ҳисоботга киритиб бориш мумкин. Бунинг учун МS Word матн муҳарририни қўллаш қулай.
Лаборатория амалиётини инсталляциялаш жараёнлари кетма-кетлиги ва кўрсатмалар иловада ҳамда компакт дискда келтирилган.
Лаборатория ишини бажариш жараёнида яримўтказгич асбоблар ва электр схемаларни улаш бўйича электр параметрларнинг берилган қийматларига риоя қилиш тавсия этилади. Лекин тавсия этилган қийматлардан унча катта бўлмаган (10 % атрофида) четлашишга рухсат этилади. Шуни айтиб ўтиш керакки, йиғилган макетларда махсус дастурий таъминотлардан фойдаланган ҳолда бошқа, қўшимча тадқиқотлар ҳам ўтказиш мумкин. Бу ишларнинг бажарилиш тартиби ўқитувчи томонидан белгиланиб, РС1-6251 турдаги кириш-чиқиш платаси имкониятларидан келиб чиққан бўлиши лозим.
Ҳисоботларни тузишда тавсия этилган жадваллардан ва электрон кўринишда сақланган тажриба натижаларидан фойдаланиш мумкин. Ўқитувчининг тавсиясига кўра бу маълумотларга қўшимчалар ва ўзгартиришлар киритилиши мумкин.
6 – лаборатория иши
Дешифраторларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: 2 х 4 дешифратор ишини тадқиқ этиш;
1. Иш бажариш юзасидан маълумотлар
Иш бажаришдан аввал қуйидагилар билан таниишиб чиқиш тавсия этилади:
- мантиқий элементларнинг синфланиши, вазифаси ва хоссалари;
- дешифраторлар қурилиш принципи ва иш режимлари.
2. Лаборатория стенди тавсифи
Лаборатория стенди таркибига қуйидагилар киради:
- асосий лаборатория стенди;
- триггерлар ва ҳисоблагичлар ишини тадқиқ этиш учун Lab8А ва Lab9A лаборатория модуллари.
6.1 – расм. NI ELVIS лаборатория станциясининг рақамли каналини инициализациялаш учун ВА ташқи панели.
Ишнинг мақсади билан танишиб чиққач “Ишни бошлаш” тугмасини босинг. Экранда топшириқни бажаришда қўлланиладиган ВА тасвири пайдо бўлади (6.1 – расм).
ВА ташқи панелидаги “2-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 2 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (6.2 – расм).
6.2 – расм. 2- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
2.1.ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида дешифраторнинг рухсат этувчи “Е” киришига мантиқий “0” ҳолатни ўрнатинг.
2.2. Дешифраторнинг “Х0” ва “X1” киришларига 6.1 – жадвалга мос равишда мантиқий сигналлар беринг ва “Y0” ва “Y3” чиқишлар ҳолатини назорат қилинг. Олинган натижаларни 6.1 – жадвалнинг мос ячейкаларига киритинг.
6.1 – жадвал
|
Кириш Е |
КиришX1 |
Кириш Х0 |
Чиқиш Y0 |
Чиқиш Y1 |
Чиқиш Y2 |
Чиқиш Y3 |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
2.3. Тадқиқотларни дешифраторнинг рухсат этувчи “Е” киришига мантиқий “1” берилган ҳолат учун такрорланг. Тадқиқот натижаларини ҳисоботга киритинг. “Е” киришнинг қандай ҳолати актив бўлишини аниқланг.
3. Назорат саволлари
1. Мантиқий ўзгарувчи ва мантиқий сигнал нима ? Улар қандай қийматларни олиши мумкин ?
2. Мантиқий функция нима ?
3. Ҳақиқийлик жадвали нима ? Мисоллар келтиринг.
4. Қандай мантиқий элементлар негиз тўпламни ташкил этади ?
5. Дешифратор қандай мантиқий амалларни бажаради ?
6. Дешифратордаги бошқарув киришларининг вазифаси нимада ? Бошқарув сигналлар дешифратор чиқиш функцияларига қандай таъсир кўрсатади ?
7 – лаборатория иши
Мультиплексорларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: 4 х 1 мультиплексор ишини тадқиқ этиш;
1. Иш бажариш юзасидан маълумотлар
Иш бажаришдан аввал қуйидагилар билан таниишиб чиқиш тавсия этилади:
- мантиқий элементларнинг синфланиши, вазифаси ва хоссалари;
- мультиплексорларнинг қурилиш принципи ва иш режимлари;
2. Лаборатория стенди тавсифи
Лаборатория стенди таркибига қуйидагилар киради:
- асосий лаборатория стенди;
- триггерлар ва ҳисоблагичлар ишини тадқиқ этиш учун Lab8А ва Lab9A лаборатория модуллари.
2.1. ВА ташқи панелидаги “3-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 3 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (7.1- расм).
2.2. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида мультиплексорнинг рухсат этувчи “Е” киришига мантиқий “0” ҳолатни ўрнатинг.
7.1 – расм. 3- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
2.3. Мультилексорнинг “А0” ва “А1” адрес киришларида 7.1 – жадвалга мос мантиқий ҳолатлар комбинациясини ўрнатинг.
7.1 – жадвал
|
Кириш Е |
Кириш A1 |
Кириш А0 |
Чиқиш У=Xi |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
|
a. Ўрнатилган манзил қийматларида тўртта (Х0 - Х3) ахборот киришлардан қайси бири чиқиш Y га уланганлигини аниқланг. Бунинг учун ВА ташқи панелидаги “Х0” – “Х3” тугмалар ёрдамида мультиплексор кириши ҳолатини кетма-кет ўзгартириб, “Y” чиқишдаги индикатор ҳолатини ўзгартираётган кириш рақамини аниқланг. Бу киришнинг белгиланишини 7.1 – жадвалга киритинг. Агар уланган киришни аниқлаб бўлмаса, жадвалга “Х” символини ёзиб қўйинг.
b. Тадқиқотларни мультиплексорнинг рухсат этувчи “Е” киришига мантиқий “1” берилган ҳолат учун такрорланг. Тадқиқот натижаларини ҳисоботга киритинг. “Е” киришнинг қандай ҳолати актив бўлишини аниқланг.
3. Назорат саволлари
1. Мантиқий сигналлар учун мультиплексор қандай электр қурилма вазифасини бажаради ?
2. Бошқарув киришларига эга бўлган 2x1 мультиплексор иши қандай мантиқий тенглама билан ифодаланади ?
8 – лаборатория иши
Триггерларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: асинхрон RS- триггера, икки поғонали JK- ва D- триггерлари, T-саноқ триггерлари ишини тадқиқ этиш;
1. Иш бажариш юзасидан маълумотлар
Иш бажаришдан аввал қуйидагилар билан таниишиб чиқиш тавсия этилади:
- мантиқий элементларнинг синфланиши, вазифаси ва хоссалари;
- триггерларнинг синфланиши, ишлаш принципи ва уланиш схемалари;
2. Лаборатория стенди тавсифи
Лаборатория стенди таркибига қуйидагилар киради:
- асосий лаборатория стенди;
- триггерлар ва ҳисоблагичлар ишини тадқиқ этиш учун Lab8А ва Lab9A лаборатория модуллари.
2.1. ВА ташқи панелидаги “4-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 4 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (8.1 – расм).
Триггерлар ишини тадқиқ этиш учун NI ELVIS лаборатория станциясига Lab8A лаборатория модулини ўрнатинг. Модульнинг ташқи кўриниши 8.2– расмда келтирилган.
8.1 – расм. 4- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
8.2 – расм. Триггерлар ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган
Lab8A модулининг ташқи кўриниши.
Асинхрон RS-триггер ишини тадқиқ этиш
RS-триггер ишини тадқиқ этишда 8.3 – расмда келтирилган принципиал электр схемадан фойдаланилади.
8.3 – расм. RS-триггер ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган
принципиал электр схема.
2.2. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида, триггернинг R ва S киришларига 8.1 – жадвалда кўрсатилган мантиқий ҳолатларни галма-гал ўрнатинг.
Qn – триггернинг бошқарув сигналлари берилгунча бўлган ҳолати;
Qn+1 – триггернинг бошқарув сигналлари берилгандан кейинги ҳолати;
Х – киришнинг ихтиёрий ҳолати.
Кириш сигналларидан келиб чиққан ҳолда, “Q” индикатори ёрдамида триггер чиқишидаги ҳолатни аниқланг ва ҳолатлар жадвалига киритинг (8.1 – жадвал).
8.1 – жадвал
|
|
|
|
|
Кириш R |
Кириш S |
Чиқиш Qn+1 |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
RS-триггер киришидаги ҳолатларни ўзгартириб бориб ўтишлар жадвалини тўлдиринг (8.2 – жадвал). Триггер ҳолати қандай ўтишларда ўзгариши ҳамда ўзгармаслигини белгиланг.
8.2 – жадвал
|
Чиқиш Qn |
Кириш R |
Кириш S |
Чиқиш Qn+1 |
|
0 |
X |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
X |
|
ВА ташқи панелидаги “5-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 5 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (8.4 – расм).
8.4 – расм. 5- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
Икки поғонали JK-триггер ишини тадқиқ этиш
JK-триггер ишини тадқиқ этишда 8.5 – расмда келтирилган принципиал электр схемадан фойдаланилади.
ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида JK-триггернинг “С” саноқ киришига импульслар бериш учун такт генераторини ёқинг. ВА график индикаторида триггер кириш ва чиқишларидаги сигналларнинг вақт диаграммалари пайдо бўлади.
8.5 – расм. JK -триггер ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган
принципиал электр схема.
J ва K- киришлардаги мантиқий ҳолатларни ўзгартириб, вақт диаграммалари ҳамда “Q” чиқишдаги индикатор ҳолатини кузатиб бориб, ҳолатлар (8.3 – жадвал) ва JK-триггер ўтишлар (8.4 – жадвал) жадвалларини тўлдиринг.
8.3 – жавдал
|
Кириш J |
Кириш К |
Кириш С |
Чиқиш Qn+1 |
|
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
8.4 – жавдал
|
Чиқиш Q1 |
Кириш J |
Кириш К |
Чиқиш Qn+1 |
|
0 |
X |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
X |
|
Вақт диаграммаларидан, такт импульсининг қайси ўтишларида JK-триггер қайта уланишини аниқланг. Вақт диаграммалари таҳлилини осонлаштириш учун триггер ишини тўхтатиб туринг, бунинг учун такт генераторини ўчиринг.
ВА график индикаторида олинган JK – триггер қайта уланиш фазаларини акс этувчи тасвирни ҳисобот варағига кўчиринг.
2.9. ВА ташқи панелидаги “6-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 6 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (8.6 – расм).
8.6 – расм. 6- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
Икки поғонали D-триггер ишини тадқиқ этиш
D-триггер ишини тадқиқ этишда 8.7 – расмда келтирилган принципиал электр схемадан фойдаланилади.
8.7 – расм. D-триггер ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган
принципиал электр схема.
2.10. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида JK-триггернинг “D” саноқ киришига импульслар бериш учун такт генераторини ёқинг. ВА график индикаторида триггер кириши ва чиқишидаги сигналларнинг вақт диаграммалари пайдо бўлади.
2.11. D-киришдаги мантиқий ҳолатларни ўзгартириб, вақт диаграммалари ҳамда “Q” чиқишдаги индикатор ҳолатини кузатиб бориб, ҳолатлар (8.5 – жадвал) ва D-триггер ўтишлар (8.6 – жадвал) жадвалларини тўлдиринг.
8.5 – жавдал
|
|
Кириш D |
Кириш С |
Чиқиш Qn+1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
8.6 – жавдал
|
Чиқиш Qt |
Кириш D |
Чиқиш Qn+1
|
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
2.12. Вақт диаграммаларидан, такт импульсининг қайси ўтишларида D - триггер қайта уланишини аниқланг.
2.13. . ВА график индикаторида олинган D – триггер қайта уланиш фазаларини акс этувчи тасвирни ҳисобот варағига кўчиринг.
2.14. ВА ташқи панелидаги “7-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 7 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (8.8 – расм).
8.8 – расм. 7- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
Т- саноқ триггери ишини тадқиқ этиш
Т-триггер ишини тадқиқ этишда 8.9 – расмда келтирилган принципиал электр схемадан фойдаланилади.
8.9 – расм. Т-триггер ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган
принципиал электр схема.
2.15. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида Т-триггернинг “С” саноқ киришига импульслар бериш учун такт генераторини ёқинг. ВА график индикаторида триггер кириши ва чиқишидаги сигналларнинг вақт диаграммалари пайдо бўлади.
2.16. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида, “T” киришнинг қайси мантиқий ҳолатида триггер саноқ режимида ишлашини аниқланг. Бу режимда С киришга такт импульси берилганда чиқишдаги ҳолат ўзгаради.
2.17. ВА график индикаторида олинган Т-триггернинг саноқ режимидаги вақт диаграммаларини ҳисобот варағига кўчиринг.
3. Назорат саволлари
1. RS-, JK-, D- и Т- триггерлар ишлаш принципини ифодалаб беринг.
2. Қандай қилиб JK- ва D- триггерлари ёрдамида саноқ триггерлари тузиш мумкин ?
3. Нима сабабдан Т-триггер саноқ триггери дейилади ?
9 – лаборатория иши
Ҳисоблагичларни тадқиқ этиш
Ишнинг мақсади: Асинхрон иккилик ҳисоблагич ва қайта ҳисоблаш коэффициенти 10 га тенг бўлган асинхрон ҳисоблагич ишларини тадқиқ этиш;
1. Иш бажариш юзасидан маълумотлар
Иш бажаришдан аввал қуйидагилар билан таниишиб чиқиш тавсия этилади:
- мантиқий элементларнинг синфланиши, вазифаси ва хоссалари;
- импульс ҳисоблагич турлари, уларнинг ишлаш принципи ва қўлланиш хоссалари.
2. Лаборатория стенди тавсифи
Лаборатория стенди таркибига қуйидагилар киради:
- асосий лаборатория стенди;
- триггерлар ва ҳисоблагичлар ишини тадқиқ этиш учун Lab8А ва Lab9A лаборатория модуллари.
2.1. ВА ташқи панелидаги “8-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 8 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (9.1 – расм).
9.1 – расм. 8- топшириқни бажаришдаги ВА ташқи панели.
Ҳисоблагичлар ишини тадқиқ этиш учун NI ELVIS лаборатория станциясига Lab9A лаборатория модулини ўрнатинг. Модульнинг ташқи кўриниши 9.2– расмда келтирилган.
9.2 – расм. Счетчиклар ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган
Lab9A модулининг ташқи кўриниши.
Асинхрон иккилик ҳисоблагич ишини тадқиқ этиш
Асинхрон иккилик ҳисоблагичи ишини тадқиқ этишда 9.3 – расмда келтирилган принципиал электр схемадан фойдаланилади.
9.3 – расм. Асинхрон иккилик счетчиги ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган принципиал электр схема.
2.2. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида ҳисоблагичнинг “С” саноқ киришига импульслар бериш учун такт генераторини ёқинг. ВА график индикаторида унинг кириши ва чиқишидаги сигналларнинг вақт диаграммалари пайдо бўлади.
2.3. Вақт диаграммалари ва чиқиш индикаторини кузатиб бориб, “R” киришининг қайси мантиқий ҳолатида ҳичоблагич ноль холатга асинхрон ўтказилишини аниқланг. ВА график индикаторида кузатилаётган, иккилик ҳичоблагичи ишининг тўлиқ циклини акс эттираётган вақт диаграммаларини ҳисобот варағига кўчиринг.
2.4. ВА ташқи панелидаги “9-топшириққа ўтиш” тугмасини босинг. Экранда 9 – топшириқни бажаришга мўлжалланган ВА ташқи панели пайдо бўлади (9.4 – расм).
9.4 – расм. 9- топшириқни бажаришдаги ВА нинг ташқи панели.
Қайта ҳисоблаш коэффициенти 10 га тенг бўлган асинхрон ҳичоблагич ишини тадқиқ этиш
Қайта ҳисоблаш коэффициенти 10 га тенг бўлган асинхрон ҳичоблагич ишини тадқиқ этишда 9.5 – расмда келтирилган электр схемадан фойдаланилади.
9.5 – расм. Қайта ҳисоблаш коэффициенти 10 га тенг бўлган асинхрон ҳисоблагич ишини тадқиқ этишда қўлланиладиган принципиал электр схема.
2.5. ВА ташқи панелидаги бошқарув органлари ёрдамида ҳисоблагичнинг “С” саноқ киришига импульслар бериш учун такт генераторини ёқинг. ВА график индикаторида унинг кириш ва чиқишдаги сигналларнинг вақт диаграммалари пайдо бўлади.
c. Вақт диаграммалари ва чиқиш индикаторини кузатиб бориб, “R” ва “S” киришларнинг қайси мантиқий ҳолатларида ҳисоблагич ноль ҳолатга ҳамда 10 ҳолатга асинхрон ўтказилишини аниқланг.
d. ВА график индикаторида кузатилаётган, қайта ҳисоблаш коэффициенти 10 га тенг бўлган иккилик ҳисоблагичи ишини тўлиқ циклини акс эттираётган вақт диаграммаларини ҳисобот варағига кўчиринг.
e. ВА ни ўчиринг, бунинг учун ВА нинг ташқи панелидаги “Ишни тугатиш” тугмасини босинг.
3. Назорат саволлари
1. Қандай триггерлар асосида ва қандай қилиб иккилик ҳисоблагичини ясаш мумкин ? Бунинг учун нима қилиш керак ?
2. Йиғинди ҳисоблагичини айирув ҳисоблагичига қандай айлантирилади ?
3. Ҳисоблагичнинг қайта ҳисоблаш коэффициенти нима ?
4. Ҳисоблагичнинг қайта ҳисоблаш коэффициентини қандай усуллар билан ўзгартириш мумкин ?
5. Олинган натижаларнинг сифати нималарга боғлиқ бўлади ?
1-илова
татдиқ этиладиган интеграл микросхемалар ҳақидаги маълумотлар
Интеграл микросхемалар
Лаборатория ишларида тадқиқ этилаётган барча микросхемалар 201.14.1-201.14.9 турдаги 14 чиқишли 2 қатор қилиб жойлаштирилган тўғри бурчакли пластмасса ёки сопол корпусда бажарилган (махсус белгиси 1-чиқиш яқинида нуқта кўринишида бажарилиши мумкин).
Лаборатория ишларида тадқиқ этилаётган ОК асосий параметрлари
|
ОК тури |
Kv,103 |
Uсил, мВ |
Iкир, мкА |
Iкир, мкА |
f1, МГц |
Uчег.чиқ, в/мкс |
Кта сф дБ |
Uкир, В |
Uкир сф, В |
Uм, В |
|
К553УД2
|
20 |
7,5 |
1,5 |
0,5 |
1 |
0,5 |
70 |
10 |
10 |
+(6-15) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К140УД20
|
50 |
5 |
0,2 |
0,05 |
0,55 |
0,3 |
70 |
12 |
11 |
+(6-15) |
К176ЛП1 КМДЯ тузилишли универсал мантиқий элемент (мос келувчи коммутацияда учта ЭМАС элементи, катта тармоқланиш коэффициентига эга бўлган ЭМАС элементи, 3ҲАМ-ЭМАС элементи, 3ЁКИ-ЭМАС элементи ва триггерли ячейка сифатида қўлланилиши мумкин).
Асосий электр параметрлари
Кучланиш манбаи Uм=9В+5%,
Мантиқий сигнал сатҳлари U0ЧИҚ £ 0,3В; U1ЧИҚ ³ 8,2В;
истеъмол қилинаётган ток: 0,3 мА дан катта эмас;
сигнал тарқалишининг ўртача кечикиш вақти £ 200 нс
Ишлаш қобилияти манба кучланиши 5Вгача пасайгунча сақланади. Кириш сигналларининг рухсат этилган диапазони (0дан Uм гача).
МУНДАРИЖА
|
|
Ўлчаш практикуми............................................................................ |
3 |
|
1. |
ИМС тайёрлаш технологияси ва классификацияси билан танишиш. Берилган принципиал схемадан ИМС структураси, топология ва технологиясини ишлаб чиқиш................................... |
7 |
|
2. |
Операцион кучайтиргич параметрларини тадқиқ этиш................. |
10 |
|
3. |
Транзистор – транзистор мантиқ схемасида бажарилган рақамли схемаларни тадқиқ этиш................................................... |
16 |
|
4. |
Бир турдаги МДЯ- транзисторларида бажарилган рақамли схемаларни тадқиқ этиш.................................................... |
19 |
|
5. |
Комплементар МДЯ- транзисторларида бажарилган рақамли схемаларни тадқиқ этиш.................................................... |
22 |
|
|
Ўлчаш практикуми............................................................................ |
25 |
|
6. |
Дешифраторларни тадқиқ этиш........................................................... |
29 |
|
7. |
Мультиплексорларни тадқиқ этиш...................................................... |
31 |
|
8. |
Триггерларни тадқиқ этиш................................................................... |
33 |
|
9. |
Ҳисоблагичларни тадқиқ этиш............................................................ |
41 |
|
|
Илова.................................................................................................. |
46 |