Siste Electro Digitales Lab3-o2

Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Gestión Administrativa de las Prácticas de Laboratorios Académicos

Guía de las Prácticas de Laboratorio Fecha: 1 de Julio de 2015 Código: FOR-GAPLA-GPL Página: 1 de 7 Versión: 2.0

INFORMACIÓN BÁSICA

Nombre del Curso Fecha de diligenciamiento(dd/mm/aaaa) Sección(es) Periodo académico [IELE3220] 16/07/2015 1,2 2015-02

Nombre de la práctica: Caracterización eléctrica de familias lógicas Práctica

No.: 3

Profesor(es): Fredy Enrique Segura Quijano Asistente(es)

Graduado(s):CASTRO LANCHEROS ANGEL ALBERTO

Semana de la práctica (1-16) Versión de la guía Nomenclatura del espacio a utilizar

6 2.0 ML004

CONTENIDO DE LA GUÍA Objetivos

Objetivos: Objetivo General Familiarizar al estudiante con los conceptos de retardo, márgenes de ruido, tiempos de propagación. Objetivos Específicos • Identificar los niveles lógicos del sistema. • Identificar la relación entre retardo y potencia.

Procedimiento de la práctica de laboratorio Lista de Componentes y Elementos • 6 diodos 2N4002 • 2 transistores Q2N2222 Y Q2N2222 • Resistencias de 1KΩ y 10KΩ • Condensadores de 100pF, 1nF, 10nF • Hoja de características de los componentes Equipos y software: • Dos Fuentes de Alimentación Variable • Un Generador de Señales • Un Osciloscopio de 2 canales con puntas de prueba X10 Inicio de la Práctica En clase se realizará una introducción a los temas:

Pull-up, Pull-down Tiempos de propagación y transición • Fan-out, Fan-in • Márgenes de ruido ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿Cómo se calcula? • Potencia dinámica y estática.

1. Montaje en Protoboard. Para las configuraciones de conexión de los interruptores de la figura 1, complete la tabla 1. Al analizar la etapa concluya: cual(es) es (son) las configuraciones correctas, cuáles de ella son en activo alto y en activo bajo.





Figura 1. Circuitos de prueba

Estado de Interruptor Estado de la salida Observación Configuración 1 ON

OFF Configuración 2 ON



OFF

Tabla 1. Resultados de prueba

2. Compuertas DTL Realice el montaje visto en la figura 2. Resuelva las preguntas dadas en la siguiente tabla:





Figura 2.

Figura 3.

Recomendaciones para montaje de figura 3.

Haga que Vb sea ‘1’ (5v), y conecte la compuerta como se muestra en la Figura 3. El generador de pulsos debe producir una señal cuadrada entre 0v y 5v con un período adecuado. Utilice el osciloscopio en la configuración adecuada para la medición de los parámetros de tiempo indicados (Lea el manual del usuario del osciloscopio disponible en iee.uniandes.edu.co -> Laboratorios). TIEMPO DE PROPAGACION (tPXX): tiempo transcurrido desde que la señal de entrada pasa a un determinado valor hasta que la salida reacciona a dicho valor. TIEMPO DE TRANSICIÓN (tTXX): tiempo requerido para pasar de un estado a otro ( tTHL := t_fall, tTLH : t_rise ).

Tabla de verdad de comportamiento de circuito. (Las entradas Va y Vb son entradas lógicas con valores entre 0v y 5v)

VS VD VOUT 0 0 0 1 1 0 1 1

Tipo de compuerta lógica equivalente visto en la figura 2

Sin capacitor en VOUT Tiempo de propagación tPHL





(Debe realizar el montaje de la figura 3) Tiempo de propagación tPLH (Debe realizar el montaje de la figura 3)

Tiempo de transición tTHL (Debe realizar el montaje de la figura 3)

Tiempo de transición tTLH (Debe realizar el montaje de la figura 3)

Capacitor 100pF en VOUT Tiempo de propagación tPHL (Debe realizar el montaje de la figura 3)

Tiempo de propagación tPLH (Debe realizar el montaje de la figura 3)



Capacitor 1nF en VOUT Tiempo de propagación tPHL (Debe realizar el montaje de la figura 3)




Capacitor 10nF en VOUT Tiempo de propagación tPHL (Debe realizar el montaje de la figura 3)








Adjunte dos fotografías en donde se aprecie claramente el tiempo de propagación (tPHL) y el tiempo de transición (tTLH) para cualquiera de los casos anteriores, especificando cual caso tomó.

De los datos obtenidos anteriormente responda:

¿Qué observa?

¿Por qué ocurre esto?

Puede este comportamiento afectar el fan out?, ¿De qué forma?

¿ Cuál es la potencia dinámica y estática del circuito 2

¿Existe alguna relación entre la potencia y los tiempos de propagación y transición

Usando el mismo esquema de la figura 2. Cambie la señal cuadrada del generador de señales por una rampa (entre 0 y 5), con una frecuencia de 10Hz. Cambie el modo de adquisición del osciloscopio a XY en donde el eje horizontal corresponde al Canal 1 (Entrada) y el eje vertical al Canal 2 (Salida). Ajuste las escalas de voltaje a 1V/div para ambos canales. Determine los márgenes de ruido. ¿Qué puede decir de ellos?

3. Lógica Combinacional

Realice el montaje visto en la figura 3. Resuelva las preguntas dadas en la siguiente tabla:





Figura 3.

Tabla de verdad de comportamiento de circuito. (Las entradas Va y Vb son entradas lógicas con valores entre 0v y 5v)

IN4 IN3 IN2 IN1 VOUT 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

Función lógica equivalente visto en la figura 3

Tiempo de propagación tPHL

Tiempo de propagación tPLH

Tiempo de transición tTHL

Tiempo de transición tTLH

Margen de ruido VOH





Margen de ruido VOL Margen de ruido VIH

Margen de ruido VIL

Conclusiones: __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

Bibliografía recomendada

[1]. Sedra, A. S., & Smith, K. C. (1998). Microelectronic circuits (Vol. 1). Oxford university press. [2]. Jaeger, R. C., & Blalock, T. N. (1997). Microelectronic circuit design (Vol. 97). New York: McGraw-Hill. [3]. Neamen, D. A. (2007). Microelectronics: Circuit Analysis and Design. [4]. Horenstein, M. N. (1995). Microelectronic circuits and devices. Prentice-Hall, Inc.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN (SI APLICA)

Criterio no. Criterio Descripción % nota de la práctica1 Puntualidad Asistencia en laboratorio a la hora. 10 2 Actitud y

cumplimiento de normas.

Desarrollo de práctica bajo lineamientos establecidos.

40

3 Informe Entrega de informe con datos solicitados. 25 4 Funcionalidad Presentación de puntos resueltos 25

Imagen de la conexión

Se solicita una fotografía del ensamble realizado en el semestre en que realiza la práctica de laboratorio. Garantice que en la fotografía se observen todos los elementos y equipos indicados. Si es necesario puede adjuntar más de una imagen.

Siste Electro Digitales Lab3-o2

Documents

Transcript of Siste Electro Digitales Lab3-o2