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1、实验四 三态门逻辑功能测试班级：计科三班 学号：20100810323 姓名：夏雪一、实验准备（老师指导）1.测试 5M 脉冲信号能否使用将 5M 的脉冲信号加在实验箱上，输出显示在示波器上。2.认识三态门的管脚记住三态门的管脚分配情况，便于实验进行：1 使能，2 输入，3 输出；4 使能，5 输入，6 输出；7 接地；8 使能，9 输入，10 输出；11 使能，12 输入，13输出；14 接电源。3.示波器中信号的合并一般示波器中波形的显示为信号与实间的关系，即为 XT（YT ）关系图，如果要将示波器上两信号合并，则将显示选项改为 XY。4.对延迟时间的理解延迟时间的测试要用到示波器的延迟扫
2、描，对波形展开放大后，观察波形上升点与下降点，上升 10%开始记为上升时间，下降 10%开始记为下降时间。2、实验内容1.测试三态门的逻辑功能并测输入输出电压（静态测试） ；2.测试三态门的传输特性，输入端接在 CP 端；3.测三态门的传输延迟；4.输入端接入函数发生器的三角波（最小值为 0V，最大值不超过 5V） ，将输入输出信号显示在示波器上，并将两信号合并；3、实验条件实验箱，74LS125 芯片，导线，示波器，信号发生器，万用表4、实验电路1.测三态门的逻辑功能并测输入输出电压 2.测三态门的传输特性（输入信号为实验箱内的 CP）3.传输延迟4.信号合成CP5MHZ 5、实验结果及结论
3、1.三态门的逻辑功能测试使能端 1 和输入端 2 接逻辑信号，按下灯亮表示输入信号为高电平 1，未按下灯不亮表示输入信号为低电平 0，输出 3 接在发光二级管上，发光为黄色表示输出信号为低电平，为红色表示输出信号为高电平输入的逻辑信号为 00，输出信号灯不亮（实验中为发光二极管，显示为黄色） ，表示输出为低电平，即为 0。输入端 2 的输入电压为 0V，输出 3 电压为 24.6mV。 输入的逻辑信号为 01，输出信号灯亮（实验中为发光二极管，显示为红色） ，表示输出为高电平，即为 1。输入端 2 的输入电压为 4.98V，输出电压 3 为 4.99V。输入的逻辑信号为 10，输出信号不亮，既
4、不显示红色又不显示黄色。输入端 2 的输入电压为 0V，输出电压 3 为 3.06V。 输入的逻辑信号为 11，输出信号不亮，既不显示红色又不显示黄色。输入端 2 的输入电压为 4.98V，输出电压 3 为 3.06V。结论：在实验误差允许情况下，当使能端有效时（三态门使能端为低电平有效），输出电压随输出电压变化而变化；使能端无效时（即高电平） ，输出一直处于高阻态。2.三态门传输特性的测试由于三态门的使能端为低电平有效，故将使能端接入低电平信号，输入端 2接在实验箱的 CP 处，然后把输入输出信号接到示波器上。输入输出波形如下图：（1） （2）（3）输入输出信号的相关参数如图 2、3 所示。
5、结论：由图可看出，在使能端有效时，输出波形和输入波形一样，只不过有点延迟而已。3.传输延迟的测试同样使能端接入低电平，输入端接入试验箱内的 5MHZ 的脉冲信号，并将输入输出接到示波器上，显示波形，如下图： 再选择示波器的选项“延迟扫描” ，即可得到延迟扫描图，如下图 1、2 所示（1）运用光标来测量传输延迟，依据下降时间概念，估计 10%处并将光标移至此处，如上图显示，可得下降沿的传输延迟为 15.2ns. （2）运用光标来测量传输延迟，依据上升时间概念，估计 10%处并将光标移至此处，如上图显示，可得上升沿的传输延迟为 8.80ns.结论：三态门的输出存在延迟，同样也验证了内容 2 的结论
6、，如果在误差允许情况，上升沿和下降沿的延迟时间可认为是一致的。4. 信号合成使能端接入低电平，函数信号发生器输入电路中的为三角波，最大值为5.0V，调节频率使波形显示便于观察，注意输入输出的波形位置会影响合成波形的显示，故需要多次调节以便合成波形在屏幕的合适位置，便于观察，便于测量。先调出最大值为 5V 的三角波后才能接入三态门，要不然超过 5V 后会导致三态门功能的测试。可看出三角波峰峰值为 5V，周期为 200.0s.未合成前输入输出波形如下： 由图形看出，对于三态门来说，并不是 5V 三角波的所有信号都有效，只有在一定电压范围内，才有效。输出波形的边界较粗糙，这是由于信号的干扰，要将接地
7、端尽量靠近地端才能减少干扰，但是此干扰不可避免。将 Y-T 改为 X-Y 后，合成波形如下：图中显示横坐标相差 880mV 图中显示纵坐标相差 5.20V结论：三态门的开门电压约为 1.92V，关门电压约为 2.80V。 六、实验日志实验过程中遇到的问题及解决办法：1.静态测试时，输入信号由 11 变为 00 时红色很久才变为黄色，刚开始以为是电路连接的问题，后来做完延迟扫描后才想到可能是由于时间延迟的缘故；2.在信号合成实验中电路连接错误，将输入端与输出端接错，导致波形输出不是理想结果，查看别人电路连接才发现这一错误；3.示波器上波形显示总是不定，起初以为是接触不良导致信号输出不定，后来不断调节后发现原来是信号源选择错误；4.合成波形在屏幕上显示特性不明显，幅度有点小，询问老师后了解是由于频率的影响；5.信号合成实验中我的波形很粗糙，边界还有突出部分，这是由于干扰的影响，虽然将所有接地端都挨着实验箱的地端，干扰扔存在。心得体会：以前数字设计课上只是理论上学习了三态门的逻辑功能、特性曲线，老师没重点强调，所以了解的也不够充分，本次实验通过测量验证才真正理解，也对其内部结构、管脚有了一定的认识，对高阻态也理解了。课本学习中了解到任何逻辑电路都有延迟，实验中通过对延迟的测量最终对传输延迟认识更透了。
