Mérés laboratórum 2 - 5. mérés ellenőrző kérdései

1. Mi a kapu ún. transzfer karakterisztikája?

A logikai áramkörök esetében a transzfer karakterisztikán a feszültség-transzfer karakterisztikát értik, azaz hogyan változik a kimenő feszültség a bemenő feszültség függvényében egy adott áramkörnél.

2. Hogyan értelmezik a komparálási feszültséget?

A karakterisztikának azt a pontját, melynél a kimenő feszültség megegyezik a bemenő feszültséggel, komparálási pontnak nevezik, és az ehhez a ponthoz tartozó feszültség az Uk komparálási feszültség. A kapuáramkörök a komparálási szintnél kisebb bemeneti feszültséget lényegében L értéknek, az annál nagyobbat pedig H értéknek érzékelik, de a helyes működés csak akkor garantált, ha a bemenő jelek az előírt tartományban vannak.

Mérésvezetőként megjegyezném, hogy az egésznek a LÉNYEGE-értelme a második mondat. Az első mondat meg a definíció (wachag).

3. Hogyan határozható meg a transzfer karakterisztikából a komparálási feszültség?

Ha az áramkör u_ki = f(u_be) transzfer karakterisztikája ismert, akkor arról az UK feszültségkönnyen leolvasható. Nem invertáló jellegű áramkör esetén az origóból indított m = 1 meredekségű egyenes (az u_be = u_ki pontok helye) a transzfer karakterisztikát az UL, UK, UH feszültségű pontokban metszi. Invertáló jellegű áramkör esetén az origóból indított m = 1 meredekségű egyenes a transzfer karakterisztikát csak az UK feszültségű pontban metszi.

4. Rajzoljon fel egy mérési elrendezést logikai kapu transzfer karakterisztikájának felvételéhez!

innen van a többi is

5. Hogyan határozható meg egyszerűen egy kapu komparálási szintje olyan kétcsatornás oszcilloszkóppal, melynek nincs X-Y üzemmódja.

A bemenet és kimenet jelalakját ábrázoló csatornák nulla szintjét a képernyőn ugyanoda állítjuk. Ekkor a kimenő és bemenő jel feszültséghelyesen rajzolódik egymásra, és a két jel metszéspontja adja a komparálási feszültséget.

6. Hogyan határozható meg a logikai kapu worst-case zavarfeszültség-tűrése?

A statikus worst-case zavarfeszültség-tűrés (worst-case noise margin) a logikai szintek worst-case specifikációjából egyértelműen meghatározható:

U_ZML = U_ILmax - U_OLmax
U_ZMH = U_OHmin - U_IHmin

7. Hogyan határozható meg a logikai kapu tipikus zavarfeszültség-tűrése ún. egyedi zavarást feltételezve?

Az átlagos paraméterű áramkörök névleges hőmérsékleten és névleges tápfeszültségen mutatott zavartűrése, a tipikus zavarvédettség meghatározásánál meg kell különböztetni az ún. egyedi zavarást és az ún. lánczavarást. Egyedi zavarás esetében a zavart bemenetű jelvevő áramkör utáni hálózatrészben nincs zavarás, és a helyes logikai állapot fennállását a hálózatrész kimenetén, a zavart áramkör utáni n-edik elem kimenetén ellenőrizzük. Az egyedi zavarás feltételezése azt a gyakorlati esetet közelíti, amikor egy berendezés modulokból (pl. kártyákból) épül fel, és a modulokat összekötő, viszonylag hosszú jelvezetékeken lényegesen nagyobb zavarjelek keletkeznek, mint a modulokon belüli rövid összekötő vezetékeken.

Az L állapotban a tipikus zavarfeszültség-tűrés:

U_ZtL = U_K - U_L

A H állapotban a tipikus zavarfeszültség-tűrés:

U_ZtH = U_H - U_K

8. Hogyan értelmezik a lefutási időt?

A fel- ill. lefutási idő általánosan elfogadott meghatározása: Az állandósult feszültségértékek közti tartomány 10% és 90% közti részén való áthaladás ideje.

Megjegyzés: Mesterek! Beugróba legyetek már olyan jók, és írjátok le rendesen, hogy a felfutó a 10%-90%, a lefutó a 90%-10% közti. (wachag)

9. Hogyan definiálják a jelterjedési időt a TTL logikai áramköröknél?

A bemeneti jel megváltozásától a kimeneti jel megváltozásáig eltelt idő a jelterjedési idő. Még pontosabban: a kimenet H->L és L->H változása sem ugyanannyi idő alatt zajlik le általában, így a jelterjedési idő a két érték számtani átlaga.

A TTL-nel a feszultségszint nem a tápfelszülség 50% hanem csak 30%. A TTL, TTT-LS áramköröknél (SN74', SN74LS' sorozatok) a jelváltási idő 10 ns nagyságrendű. A jelvezetékek fajlagos késleleltetési ideje kialakítástól függően 5 - 10 ns/m.

10. Hogyan értelmezik az előkészítési időt?

Az adatjelnek egy bizonyos idővel a órajel éle előtt stabilnak kell lennie.

11. Hogyan értelmezik a tartási időt?

Az adatjelet az órajel éle után még legalább a megadott ideig nem szabad megváltoztatni (pl. órajel után a flip-flop bemenetén az adatot még ennyi ideig kell stabilan tartani).