Electronist retele de telecomunicatii - VERIFICAREA FUNCTIONARII INVERSOARELOR SI A PORTILOR SAU EXCLUSIV

MINISTERUL EDUCATIEI, CERCETARII, TINERETULUI SI SPORTULUI

COLEGIUL TEHNIC ,,GEORGE BARITIU

BAIA MARE

PROIECT DE ABSOLVIRE A EXAMENULUI

DE CERTIFICARE A COMPETENTELOR PROFESIONALE

Calificare profesionala

Electronist retele de telecomunicatii

Titlul lucrarii: VERIFICAREA FUNCTIONARII INVERSOARELOR

SI A PORTILOR SAU EXCLUSIV

ARGUMENT

Domeniul circuitelor integrate digitale se afla sub imperiul celor mai diverse tendinte ce se manifesta in tehnologia dispozitivelor semiconductoare, in proiectarea sistemelor digitale, in conceperea structurilor interne ale unor circuite integrate de mare complexitate si, nu in ultimul rand, in contextul functional pe care-l abordeaza electronica in demersul ei de a facilita cat mai eficient impactul dintre natura, om si societate.

Indiferent de tipul de circuit electronic avut in vedere, acesta prezinta doua aspecte: unul legat de prelucrarea semnalului pe care il realizeaza si celalalt legat de modul in care este realizat circuitul. Primul aspect defineste functia de prelucrare a circuitului care, in cazul portilor logice, este aceea de implementare a operatiilor din algebra booleana. Cel de-al doilea aspect precizeaza modul in care este realizata functia, existand variante de realizare dupa tipul componentelor utilizate, tehnologia de fabricatie sau alte criterii. In cazul portilor logice, care fac parte din categoria circuitelor integrate pe scara mica (SSI), predomina tehnologia bipolara. Astfel, in general circuitele integrate cu porti logice apartin seriei TTL.

Toate circuitele logice, sunt realizate cu diverse tipuri de porti logice integrate, interconectate astfel incat sa indeplineasca functia logica dorita intr-o aplicatie concreta.

Verificarea integratelor cu porti logice este esentiala pentru a asigura buna functionare a circuitului logic in ansamblul sau. Pentru aceasta este necesar in principal:

• sa se identifice functia implementata de poarta;
• sa se identifice configuratia integratelor cu porti, cu ajutorul catalogului de circuite integrate digitale;
• sa se interpreteze corect datele de catalog;
• sa se asocieze valorile logice 0 si 1 cu nivele de tensiune corespunzatoare.

In lucrare sunt prezentate doua tipuri de porti logice: inversorul si poarta SAU EXCLUSIV.

I. GENERALITATI DESPRE PORTILE LOGICE

I.1. Definirea portilor logice

Portile logice sunt circuite logice combinationale simple, care implementeaza functiile logice de baza.

Circuitele logice combinationale sunt circuite fara memorie, la care iesirea depinde exclusiv de combinatiile aplicate pe intrari. In cazul circuitelor cu memorie, numite circuite logice secventiale, iesirea depinde nu numai de intrari, ci si de o stare anterioara a circuitului.

Portile logice pot avea una, doua, trei, patru sau opt intrari si o singura iesire, pe care apare informatia digitala in functie de valorile logice ale intrarilor. Atat intrarile cat si iesirile pot fi diverse marimi fizice, curenti sau tensiuni, dar reprezentarea acestora nu poate lua decat doua valori, 0 sau 1.

Forma de descriere a functionarii unei porti logice poate fi :

un tabel de adevar;

un simbol logic;

o schema electrica;

o diagrama de semnale.

Portile logice pot fi realizate cu componente discrete cum ar fi: rezistoarele, diode le semiconductoare si tranzistoarele bipolare sau unipolare, sau exista ca porti logice integrate.

I.2. Parametrii portilor logice

Parametrii sunt marimi electrice care caracterizeaza functionarea unui circuit

Ei se constituie in date de catalog si ofera informatii legate de performantele unui circuit.

Principalii parametrii ai portilor logice

Nivelele logice de intrare, definite ca nivelele de tensiune pentru care se considera 1, respectiv 0, la intrarea unui circuit.

Notatii de catalog V_IL, pentru 0 logic; V_IH, pentru 1 logic

Nivelele logice de iesire, definite ca nivelele de tensiune pentru care se considera 1, respectiv 0, la iesirea unui circuit.

Notatii de catalog V_OL, pentru 0 logic; V_OH, pentru 1 logic

Din considerente de cuplare optima a iesirii unui circuit cu intrarea altui circuit, este necesar ca nivelele logice de intrare sa fie mai mari decat cele de iesire.

Iesire Intrare

+5V   

Domeniu pentru 1 logic   

+2,4V

+2V

+0,8V

+0,4V Domeniu pentru 0 logic

Fig.1 Nivelele logice si tensiunile de alimentare pentru portile logice integrate din familia TTL

Curentii de intrare, sunt acei curenti care se inchid prin intrarea unui circuit (intra sau ies din circuit ), pentru nivelele logice de intrare.

Notatii de catalog : I_IL, pentru V_IL; I_IH, pentru V_IH

Numarul de intrari standard cu care este echivalenta o intrare se numeste fan in (FI).

De exemplu exista intrari in unele circuite logice unde fan in -ul este 2 sau 3, echivalent cu conectarea impreuna a doua, respectiv trei intrari standard.

Curentii de iesire, sunt acei curenti care se inchid prin iesirea unui circuit (intra sau ies din circuit), pentru nivelele logice de iesire.

Notatii de catalog : I_OL, pentru V_OL; I_OH, pentru V_OH

O iesire a unui circuit trebuie sa poata comanda mai multe intrari. Numarul de intrari standard ce poate fi comandat de o iesire se numeste fan out (FO).

Timpul de propagare reprezinta intervalul de timp scurs intre momentul aplicarii unui semnal la intrarea unui circuit si momentul obtinerii raspunsului la iesirea acestuia.

Notatii de catalog: t_pLH, pentru tranzitii de la 0 la 1

t_pHL, pentru tranzitii de la 1 la 0

De regula, t_pLH > t_pHL

• Timpul de tranzitie, reprezentand intervalul de timp in care semnalul de iesire trece din 0 in 1 sau din 1 in 0.

Notatii de catalog: t_TLH, pentru tranzitii de la 0 la 1

t_THL, pentru tranzitii de la 1 la 0

II. INVERSORUL (INVERTER)

II.1. Prezentarea inversorului

Inversorul este un circuit cu o singura intrare, a carui iesire este complementul (inversul) intrarii.

Ecuatia care descrie functia logica a inversorului :

A este variabila de intrare, iar Y= este functia de iesire.