1 / 28

Digitalna elektronika

Digitalna elektronika. AUDITORNE VJEŽBE 1. Preddiplomski studij računarstva Preddiplomski studij elektrotehnike, blok III-2 III semestar 2009/2010. asistent M. Antunović, T. Matić. UVOD. Digitalna elektronika se predaje u zimskom semestru studentima 2. godine ETFa u Osijeku .

werner
Télécharger la présentation

Digitalna elektronika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Digitalna elektronika AUDITORNE VJEŽBE 1 Preddiplomski studij računarstva Preddiplomski studij elektrotehnike, blok III-2 III semestar 2009/2010 asistent M. Antunović, T. Matić

  2. UVOD • Digitalna elektronika se predaje u zimskom semestru studentima 2. godine ETFa u Osijeku. • Nastava predmeta Digitalna elektronika prilagođena je Bolonjskom procesu. Ukupna tjedna satnica sastoji se od 2 sata predavanja, 1 sata auditornih vježbi, 1 sata laboratorijskih vježbi te 1 sata konstrukcijskih vježbi. Predavanja se izvode u blokovima od 3 ili 4 sata. Na auditornim vježbama se pokazuju primjeri analize i projektiranja digitalnih sklopova te rješavaju zadaci na ploči. Postoji ukupno 6 auditornih vježbi koje se izvode u blokovima od 2 sata. Dolazak na auditorne vježbe se evidentira, a obavezan je dolazak na 4 od 6 termina. Nakon svake tri auditorne vježbe održava se po jedna pismena provjera znanja pod nazivom “kontrolna zadaća”, (KZ) (ovisno o brzini održavanja AV može biti i jedna kontrolna zadaća).

  3. Laboratorijske vježbe drže se u blokovima od 135 minuta. Postoji 5 laboratorijskih vježbi. Na njima studenti samostalno, uz pomoć demonstratora i uz nadzor asistenta, projektiraju, sastavljaju i ispituju digitalne sklopove u laboratoriju. Samostalne pripreme studenta prije laboratorijskih vježbi osnovni su preduvjet za uspješno obavljanje vježbi u laboratoriju. Neposredno prije samih vježbi u laboratoriju polaže se ulazni kolokvij. Konstrukcijske vježbe su izrada samostalnog projekta prema odabranom projektnom zadatku. Svaki student mora uspješno izvršiti svoj projektni zadatak i predati projektnu dokumentaciju koja treba biti prihvaćena od strane nadležnog asistenta. Za slušanje predmeta i polaganje ispita ne postavlju se uvjeti o prethodnom polaganju nekih drugih ispita, iako mogu biti korisna znanja stečena iz kolegija Elektronika i Osnove elektrotehnike.

  4. Izvođači nastave • Predavanja: • prof.dr.sc. ŽeljkoHocenski (1-17) • mr.sc. Alfonso Baumgartner (3-22) • Auditorne vježbe • Tomislav Matić dipl.ing. (1-16) tmatic1@etfos.hr • Laboratorijski vježbe • Tomislav Matić dipl.ing., demonstrator • Konstrukcijske vježbe • Mr.sc Petar Horvat (0-33) • Darko Skokić dipl.ing. Siemens darko.skokic@siemens.com

  5. Bodovi *Na LV dozvoljeno je pasti na samo jednom ulaznom kolokviju ili izostati sa samo jedne laboratorijske vježbe. Za te studente na kraju semestra se organiziraju jedne nadoknade za laboratorijske vježbe. Ostvarivanje minimuma bodova za LV je uvjet za potpis u indeks za odrađene lab.vježbe. ** Kontrolne zadaće može zamijeniti pismeni ispit, i to tako što na pismenom bude 5 do 15 zadataka, a za prolaz je potrebno 50%. Postotci se linearno preračunavaju u bodove na slijedeći način: 50% = 12 bodova, 100% = 30 bodova.

  6. IZVEDBA DIGITALNIH SKLOPOVA POLUVODIČKIM KOMPONENTAMA

  7. DIODA KAO SKLOPKA (podsjetnik) Dioda nepropusno polarizirana Dioda propusno polarizirana Kroz diodu koja radi kao sklopka struja može teći samo u jednom smjeru, od anode (A) prema katodi (K) i to samo ako je dioda propusno polarizirana (uD>0)

  8. Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V 4 mogućnosti ovisno o naponima UA i UB: 1)obje diode D1 i D2 nepropusno polarizirane 2)D1 propusno, D2 nepropusno polarizirana 3)D1 nepropusno, D2 propusno polarizirana 4)D1 i D2 propusno polarizirane a) UA = UB = 5 V UY = ? UY = ?

  9. i = - 0.15 mA Pretpostavka je pogrešna! Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V a) UA = UB = 5 V; UY = ? Pretpostavka: obje diode D1 i D2 propusno polarizirane KZN: 5V – 4.7kΩ·i – 0.7V – 5V = 0 iD1=iD2=i/2=-0.075mA iD1 < 0 ; uD1 > 0 iD2 < 0 ; uD2 > 0 NIJE MOGUĆE Ispravna pretpostavka: diode D1 i D2 su nepropusno polarizirane

  10. iD1 = iD2 = 0 mA uD1 = 0 V ≤ 0 uD2 = 0 V ≤ 0 Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V a) UA = UB = 5 V; UY = ? D1 i D2 nepropusno polarizirane KZN1: 5V – 0 – uD1 – 5V = 0 KZN2: 5V – 0 – uD2 – 5V = 0 UY = uD2 + 5 V UY = 5 V

  11. uD1 = 0.7 V; iD2 = 0 mA iD1 = i = 0.915 mA ≥ 0 uD2 = - 4.3 V ≤ 0 Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V b) UA = 0 V; UB = 5 V; UY = ? D1 propusno, D2 nepropusno polarizirana KZN1: 5V – 4.7kΩ·i – 0.7V = 0 KZN2: 5V–4.7kΩ·i –uD2–5V=0 UY = uD2 + 5 V UY = 0.7 V

  12. uD1 = 0.7 V; uD2 = 0.7 V Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V c) UA = 0 V; UB = 0 V; UY = ? D1 i D2 propusno polarizirane KZN: 5V – 4.7kΩ· (iD1+iD2)– 0.7V = 0 iD1 = iD2 iD1 = iD2 = 0.457 mA iD1 ≥ 0; iD2 ≥ 0 UY = uD2 UY = 0.7 V

  13. iD1 = 0 mA; uD2 = 0.7 V iD1 = i = 0.915 mA ≥ 0 Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V d) UA = 5 V; UB = 0 V; UY = ? D1 nepropusno, D2 propusno polarizirana KZN2: 5V – 4.7kΩ·i – 0.7V= 0 KZN1: 5V–4.7kΩ·i–uD1–5V =0 uD1 = - 4.3 V ≤ 0 UY = uD2 UY = 0.7 V

  14. 5V napon 0V UY Y UA UB UY UA A A B Y 0.7V UB c) 0V 0V B 0 0 0 b) 0V 5V 0.7V 0V 0 1 0 A Y “0” d) 5V 0V 0.7V 1 0 0 0.7V “0” B 5V a) 5V 5V 1 1 1 5V “1” Zad1. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V logički “1” zabranjeno područje logički “0” I logička funkcija Y = A·B

  15. i= 0.915 mA; i= 0 mA; uD1 = uD2 = 0 V Zad2. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V a) UA = UB = 5 V; D1 i D2 propusno polarizirane uD1 = 0.7 V; uD2 = 0.7 V 5V – 4.7kΩ·i – 0.7V = 0 iD1 = iD2 = i/2 = 0.457 mA UY = 4.7kΩ·i = 4.3 V b) UA = UB = 0 V; D1 i D2 nepropusno polarizirane c) UA = 0V ; UB = 5 V; D1 nepropusno, D2 propusno pol. iD1 = 0 mA; iD2 = 0 mA iD1 = 0 mA; uD2 = 0.7 V iD2 = i= 0.915 mA; UY = 4.7kΩ·i = 0 V UY = 4.3 V; uD1 = -UY = -4.3 V

  16. UA UB UY A B Y ILI logička funkcija “0” 0V b) 0V 0V 0 0 0 A Y c) 0V 5V 4.3V “1” 0 1 1 d) 5V 0V 4.3V “1” B 1 0 1 4.3V a) 5V 5V “1” 1 1 1 Y = A+B Zad2. Analizirati rad sklopa na slici i odrediti napon UY za sve kombinacije napona UA i UB od 0 i 5 V d) UA = 5V ; UB = 0 V; D1 propusno, D2 nepropusno pol. iD2 = 0 mA; uD1 = 0.7 V iD1 = i= 0.915 mA; UY = 4.3 V; uD2 = -UY = -4.3 V

  17. Bipolarni tranzistor (podsjetnik) NPN

  18. Bipolarni tranzistor (podsjetnik) NORMALNO AKTIVNO PODRUČJE ZASIĆENJE PODRUČJE ZAPIRANJA B.T. u spoju zajedničkog emitera Ulazne karakteristike biplolarnog tranzistora u spoju zajedničkog emitera

  19. Zapiranje: IB = -ICB0 UBE<0.6V IC = ICB0~ nA << N.A.P: IC = hFE·IB Zasićenje: IC ! IB > hFE Bipolarni tranzistor (podsjetnik) NORMALNO AKTIVNO PODRUČJE ZASIĆENJE B.T. u spoju Z.E. ZAPIRANJE Izlazne karakteristike biplolarnog tranzistora u spoju zajedničkog emitera

  20. 10 - UCEzas RC = IC Uul - UBEzas IC RB = UCE = UCEzas IB > IB hFE UBE = UBEzas Zad3. U tranzistorskom NE sklopu na slici odrediti RB i RC tako da je pri ulaznom naponu Uul = 5 V i za IC = 18mA tranzistor u zasićenju. Poznati su parametri tranzistora hFE = 250, UCEzas= 0.3 V i UBEzas= 0.7 V. Uiz Uvjet zasićenja: KZN1: 10 – RC IC – UCEzas = 0 KZN2: UBEzas + RB IB – Uul = 0 RC = 539 Ω; RB < 59.7 kΩ;

  21. Zad4. Provjeriti da li sklop na slici obavlja logičku funkciju NE ako je donja granica logičke jedinice 4V, a gornja granica logičke nule 0.3 V. hFE = 50 UCEzas= 0.3 V UBEzas= 0.8 V UCC = 5 V UBB = 5 V RC = 1 kΩ R1 = 10 kΩ R2 = 100 kΩ Uiz Osnovni uvjet koji mora biti ispunjen da bi sklop obavljao funkciju NE je da pri Uul = 4V tranzistor bude u zasićenju, a pri Uul = 0.3V u zapiranju.

  22. UUL - UBEzas -UBB - UBEzas + R1 R2 -UBB - UBEzas I2 = R2 T. u zas. Uul - UBEzas I1 = UCE = UCEzas R1 IC UCE = 0.3 V IB > UCC - UCEzas hFE IC = RC Zad4. Provjera zasićenja Nadomjesna shema sklopa ako je tranzistor u zasićenju: Uul = 4V Ulazni krug Izlazni krug KZS: IB = I1+ I2 = = 0.268 mA KZN1: UBEzas + R2 I2 + UBB = 0 KZN2: UBEzas + R1 I1 - Uul = 0 KZN3: RC IC + UCEzas = UCC = 4.7 mA

  23. R2 UBE= (UBB +Uul+R1ICB0 )–UBB R1 + R2 Uul UCE 4 V 0.3V 0.3V 5V Uul UCE UCE = UCC - RC ICB0 = 5 V “1” “0” “1” “0” Zad4. Provjera zapiranja Nadomjesna shema sklopa ako je tranzistor u zapiranju: Uul = 0.3V Ulazni krug Izlazni krug KZS: IB = I1+ I2 = -ICB0 KZN1: UBE + R2 I2 + UBB = 0 UBE= -0.18 V < 0.6 V tranzistor u zapiranju KZN2: Uul - R1 I1 = -UBB - R2 I2 KZN3: RC IC + UCE = UCC

  24. Zad5. Sklop prema slici dobiva pobudu sa izlaza jednakih takvih sklopova. Izračunati sve struje i napone. Koju logičku funkciju obavlja prikazani sklop? Poznato je: hFE = 50, UCC = 6 V, UCEzas= 0.3 V, UBEzas= 0.8 V, RC = 1 kΩ, RB1 = 4 kΩ, RB2 = 4 kΩ. Pretpostavke: UA i UB: a) Ako je A=B=“1” → T1 i T2 u zasićenju → UY = 2UCEzas = 0.6 V b) A=“0”, B=“1” → T2 u zapiranju → IC2 = 0 mA →UY ≈ UCC = 6 V c) A=“1”, B=“0” → T1 u zapiranju → IC1 = 0 mA →UY ≈ UCC = 6 V d) A=B=“0” → T1 i T2 u zapiranju → IC =IC1=IC2 = 0 mA →UY ≈ UCC = 6 V NI sklop

  25. UCC -UBEzas -UCEzas IB2= RB+RC UCC -2UCEzas IC2= RC UCC -UBEzas IB1= RB+RC IC2 IB2 > hFE IC1 IB1 > hFE KZN1: UCC = (RC+RB)IB2 +UBEzas +UCEzas = 0.98 mA KZN2: UCC = (RC+RB)IB1 + UBEzas =1.04 mA KZN3: UCC = RCIC2 +UCEzas +UCEzas =5.4 mA KZS: IC1 = IE2 = IB2 +IC2= 6.38 mA Provjera da li je T2 u zas. ? Provjera: T1 u zas. ? a) A=B=“1” A=“1”→T5/T6 u zap.→IC5=0mA B=“1”→T3/T4 u zap.→IC3=0mA T2 u zas.→UBE2=UBEzas , UCEzas T1 u zas.→UBE1=UBEzas , UCEzas

  26. UCC -UBEzas IB1= RB+RC IC1 IB1 > hFE KZN1: 2UCEzas – UBE2 – UCEzas= 0 UBE2 = UCEzas = 0.3 V KZN2: UCC = (RC+RB)IB1 + UBEzas =1.04 mA KZS: IC1 = IE2 = IB2 +IC2= 0 mA Provjera: T2 u zap. ? UBE2 < 0.6 Provjera: T1 u zas. ? b) A =“0”, B=“1” A=“0”→T5 i T6 u zas.→UA=2UCEzas A=“0”→T2 u zap.→IB2=IC2=0mA B=“1”→T3/T4 u zap.→IC3=0mA B=“1”→T1 u zas.→ UBE2= UBEzas ; UCE2= UCEzas

  27. Odrediti vrijednosti napona UY za sve kombinacije UA i UB (0 V ili 5 V) logičkog sklopa zadanog slikom. UCEzas= 0.3 V UBEzas= 0.8 V UCC= 5 V

  28. Odrediti vrijednosti napona UY za sve kombinacije UA i UB (0 V ili 5 V) logičkog sklopa zadanog slikom. UCEzas= 0.3 V UBEzas= 0.8 V UCC= 5 V

More Related