- ฝึกต่อวงจรโดยใช้ไอซีลอจิก 74HCT00 และ 74HCT14
- ใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณสร้างสัญญาณตามรูปแบบที่กำหนด เพื่อป้อนให้ขาอินพุตของลอจิกเกต
- ใช้ออสซิลโลสโคปตรวจวัดคลื่นสัญญาณที่ขาอินพุตและขาเอาต์พุตของลอจิกเกต เพื่อวิเคราะห์การทำงานของวงจร
รายการอุปกรณ์
- แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด) 1 อัน
- ไอซี 74HCT00 1 ตัว
ที่มา: http://courses.cs.purdue.edu/_detail/cs25000:and_gate.jpg?id=cs25000%3Aschematics
- ไอซี 74HCT14 1 ตัว
ที่มา : http://sciencezero.org/electronics/hvprog.htm
- สายไฟสําหรับต่อวงจร 1 ชุด
- ออสซิลโลสโคป (สายวัด 2 ช่อง) 1 เครื่อง
- เครื่องกําเนิดสัญญาณ 1 เครื่อง
- แหล่งจ่ายควบคุมแรงดัน 1 ชุด
ขั้นตอนการทดลอง
1. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด โดยใช้ไอซี74HCT00 เพื่อสร้างลอจิกเกต NOT จํานวน 1 ตัว จากลอจิกเกต
NAND2 ตัวใดก็ได้ที่มีอยู่ภายในไอซีดังกล่าว
2. สร้างคลื่นสัญญาณสี่เหลี่ยมที่มีแอมพลิจูดอยู่ในช่วง 0V ถึง 5V (Vpp=5V, Voffset=2.5V) ความถี่
f=10kHz และมีค่า Duty Cycle = 50% โดยใช้เครื่องกําเนิดสัญญาณ แล้วป้อนที่ขาอินพุตของลอจิก
เกต NOT และต่อ Gnd จากเครื่องกําเนิดสัญญาณไปยัง Gnd ของวงจร (Gnd ร่วม)
3. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณ โดยใช้ช่อง A วัดสัญญาณที่ขาอินพุต ใช้ช่อง B วัดสัญญาณที่ขา
เอาต์พุตของลอจิกเกต NOT และให้ต่อ Gnd ของออสซิลโลสโคป ไปยัง Gnd ของวงจร
4. สังเกตความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต (ปรับ Time/Div ไปที่ระดับ 10us และ
50ns ตามลําดับเพื่อดูรูปคลื่นสัญญาณในแต่ละกรณี) และวัดระดับแรงดันสูงสุดของสัญญาณเอาต์พุต
ที่ได้ (ให้บันทึกภาพที่ปรากฏบนจอแสดงผลของออสซิลโลสโคปด้วย)
Time/Div =10 us
Time/Div = 50ns
6. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณ โดยใช้ช่อง A วัดสัญญาณที่ขาอินพุต ใช้ช่อง B วัดสัญญาณที่ขา
เอาต์พุตของลอจิกเกต NOT
7. สังเกตความแตกต่างเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ไม่ได้ต่อวงจรไดโอดเปล่งแสงพร้อมตัวต้านทานที่ขา
เอาต์พุต และวัดระดับแรงดันสูงสุดของสัญญาณเอาต์พุตที่ได้ (ให้บันทึกภาพที่ปรากฏบนจอแสดงผล
ของออสซิลโลสโคปด้วย)
9. เปลี่ยนรูปคลื่นสัญญาณอินพุต โดยสร้างคลื่นสัญญาณรูปสามเหลี่ยม Vpp=5V, Voffset=2.5V, f=1kHz
จากเครื่องกําเนิดสัญญาณ เพื่อป้อนให้ขาอินพุตของลอจิกเกต NOT
เอาต์พุตของลอจิกเกต NOT แล้วสังเกตผลที่ได้ (ให้บันทึกภาพที่ปรากฏบนจอแสดงผลของ
ออสซิลโลสโคปด้วย)
11. วัดระดับแรงดันอินพุตที่ทําให้เกิดจุดตัดของคลื่นสัญญาณจากช่อง A และ B
แรงดันที่วัดได้ 1.6V
12. ยกเลิกการต่อวงจรโดยใช้ไอซี74HCT00 และให้ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด โดยใช้ไอซีเบอร์ 74HCT14
เพื่อสร้างลอจิกเกต NOT จํานวน 1 ตัว (เลือกลอจิกเกต NOT ตัวใดก็ได้ที่มีอยู่ภายในไอซีดังกล่าว)
13. สร้างคลื่นสัญญาณรูปสามเหลี่ยม Vpp=5V, Voffset=2.5V, f=1kHz จากเครื่องกําเนิดสัญญาณเพื่อ ป้อนให้ขาอินพุตของลอจิกเกต NOT
14. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณ โดยใช้ช่อง A วัดสัญญาณที่ขาอินพุต ใช้ช่อง B วัดสัญญาณที่ขา
เอาต์พุตของลอจิกเกต NOT แล้วสังเกตผลที่ได้ (ให้บันทึกภาพที่ปรากฏบนจอแสดงผลของ
ออสซิลโลสโคปด้วย)
แรงดันขาลงวัดได้ 1.52V
แรงดันขาขึ้นวัดได้ 0.96 v
คำถามท้ายการทดลอง
1. ในกรณีที่สร้างลอจิกเกต NOT จากเกต NAND ของไอซี 74HCT00 และป้อนสัญญาณอินพุตเป็นรูปคลื่นสี่เหลี่ยมตามที่ได้ทดลองไป จงระบุระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงของคลื่นสัญญาณที่ขาเอาต์พุตของลอจิกเกต NOT จาก HIGH เป็น LOW (ขอบขาลง) และจาก LOW เป็น HIGH (ขอบขาขึ้น) ตามลำดับ เมื่อวัดด้วยออสซิลโลสโคป
ตอบ ระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงของคลื่นสัญญาณที่ขาเอาต์ จาก HIGH เป็น LOW(ขอบขาลง)และจาก LOW เป็น HIGH (ขอบขาขึ้น) เท่ากับ 25 ns
2. ในกรณีที่สร้างลอจิกเกต NOT จากเกต NAND ของไอซี 74HCT00 และป้อนสัญญาณอินพุตเป็นรูปคลื่นสามเหลี่ยมตามที่ได้ทดลองไป จงอธิบายว่า จะได้คลื่นสัญญาณที่ขาเอาต์พุตของลอจิกเกตNOT เป็นรูปคลื่นแบบใด และให้ระบุระดับแรงดันอินพุตที่ทำให้เกิดจุดตัดของคลื่นสัญญาณจากช่องA และ B (มีอยู่สองจุดตัด ในช่วงขาขึ้นและขาลงของสัญญาณอินพุต)
ตอบ เป็นรูปคลื่นแบบ pulse และมีแรงดันอินพุตที่ 1.6 V ทั้งขาขึ้นและขาลง ตามรูป
3. ในกรณีที่ใช้ลอจิกเกต NOT ภายในไอซี 74HCT14 และป้อนสัญญาณอินพุตเป็นรูปคลื่นสามเหลี่ยมจงอธิบายว่า จะได้คลื่นสัญญาณที่ขาเอาต์พุตของลอจิกเกต NOT เป็นรูปคลื่นแบบใด และให้ระบุระดับแรงดันอินพุตที่ทำให้เกิดจุดตัดของคลื่นสัญญาณจากช่อง A และ B (มีอยู่สองจุดตัด ในช่วงขาขึ้นและขาลงของสัญญาณอินพุต)
ตอบ จะได้คลื่นสัญญาณเป็นคลื่นแบบ pulse และมีแรงดันอินพุตช่วงขาขึ้น = 1.52V ,
แรงดันอินพุดช่วงขาลง = 0.96 V
ภาพรวม
ขาลง
ขาขึ้น
4. อธิบายความหมายของคำว่า V+ และ V- ของ Schmitt-Trigger Inverter และถ้าอ้างอิงตามดาต้าชีทของไอซี 74HCT14 (ดาวน์โหลดได้จากอินเทอร์เน็ต) จงระบุค่า V+ และ V- ตามลำดับสำหรับ
VCC=+4.5V
ตอบ V+ คือ แรงดันขาขึ้น (positive-going threshold voltage) และ V- คือ แรงดันขาลง (negative-going threshold voltage) V+ มีค่าเท่ากับ 1.5v และ V- มีค่าเท่ากับ 0.9v ตามลำดับ
* อ้างอิงจากดาต้าชีทของ ไอซี 74HCT14 : https://www.futurlec.com/74HCT/74HCT14.shtml *
5. จงระบุค่าโดยประมาณสำหรับ V+ และ V- สำหรับไอซี 74HCT14 ที่สามารถดูได้จากผลการทดลอง(ใช้สำหรับ VCC=+5V)
ตอบ V+ มีค่าโดยประมาณ 0.96v และ V- มีค่าโดยประมาณ 1.52 v
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น