Zestaw edukacyjny KL210 do nauki podstaw układów elektrycznych i elektronicznych, część 2

19. Komparatory i oscylatory ze wzmacniaczem operacyjnym

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-25009, KL-25010 (fot. 19), multimetr.

Fot. 19. Moduł KL-25010

Zagadnienia: komparator zera, komparator z polaryzacją wstępną, przerzutnik Schmitta, komparator okienkowy, przerzutnik monostabilny, przerzutnik astabilny (multiwibrator), generator sygnału prostokątnego, generator impulsowy, oscylator sygnału sinusoidalnego, oscylator z przesuwnikiem fazowym RC, oscylator z mostkiem Wiena.

Ćwiczenia ze wzmacniaczem operacyjnym oparto na układzie o konstrukcji lekko licząc 30-letniej. Mimo, że mA741 jest nadal produkowany, to jednak dzisiaj w nowych konstrukcjach już chyba nikt go nie stosuje. Nie zmienia to oczywiście faktu, że jego podstawowe cechy funkcjonalne jako wzmacniacza operacyjnego zasadniczo nie różnią się od układów produkowanych współcześnie i jako przykład dydaktyczny spełnia swoją rolę. Zdecydowanie jednak zabrakło choćby jednego przykładu z zastosowaniem wzmacniacza operacyjnego rail-to-rail zasilanego jednym napięciem. To właśnie układy tego typu wyznaczają dzisiejsze standardy.

Na tym w zasadzie można by zakończyć zajęcia z podstaw elektroniki, ale pozostaje jeszcze dość liczna grupa ćwiczeń z układami cyfrowymi. W zależności od programu przyjętego w danej placówce edukacyjnej zajęcia związane z tą tematyką mogą być wykonywane w ramach tego samego przedmiotu (np. podstawy elektroniki) lub w wydzielonym laboratorium dla przedmiotu „układy cyfrowe”, ewentualnie „układy logiczne”. Idąc dalej należałoby kontynuować zajęcia praktyczne z układami programowalnymi, systemami mikroprocesorowymi itp. Z tematyką tą uczniowie są jednak zapoznawani na zupełnie niezależnym przedmiocie z własnym laboratorium. Zestaw KL-210 nie jest przystosowany do wykonywania ćwiczeń w tym zakresie. Przed nami zatem seria ćwiczeń z układami logicznymi (cyfrowymi).

Zeszyt VIII

20. Własności bramek logicznych

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26001 (fot. 20), multimetr, zasilacz stabilizowany z regulacją napięcia stałego od 0 do 15 V.

Fot. 20. Moduł KL-26001

Zagadnienia: układy bramek logicznych (TTL, CMOS) – pomiar napięcia progowego układu TTL i CMOS, pomiar napięcia/prądu wejściowego/wyjściowego układu TTL, pomiar napięcia i prądu układu CMOS; własności podstawowych bramek logicznych – wyznaczenie charakterystyk bramki AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR; interfejs między bramkami logicznymi TTL na CMOS i CMOS na TTL.

Uwagi: Wykonując polecenia podane do jednego z ćwiczeń (opis na stronie 33) dotyczące doprowadzenia zasilania do badanego modułu, nie uzyskuje się żądanego efektu. Układy CMOS pozostają bez zasilania, a problem rozwiązuje dopiero połączenie gniazd +5V z V+.

21. Kombinacyjne układy logiczne

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26001, KL-26005 (fot. 21).

Fot. 21. Moduł KL-26005

Zagadnienia: układ z bramkami NOR, NAND, XOR, bramka XOR zbudowana z bramek NAND, układy bramki AOI, komparator zbudowany z podstawowych bramek logicznych, komparatora z układem scalonym TTL.

22. Układy sumujące i odejmujące

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26002 (fot. 22).

Fot. 22. Moduł KL-26002

Zagadnienia: sumator połówkowy i pełny zbudowany z podstawowych bramek logicznych, pełny sumator 4-bitowy z układem scalonym, sumatora BCD, układ odejmujący połówkowy i pełny zbudowany z podstawowych bramek logicznych, pełny 4-bitowy układ odejmujący z układem scalonym.

Zeszyt IX

23. Kodery i dekodery

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26003, KL-26004 (fot. 23 i 24).

Fot. 23. Moduł KL-26003

Fot. 24. Moduł KL-26004

Zagadnienia: koder „2 z 4″ zbudowany z podstawowych bramek logicznych, koder „4 z 10” z układem scalonym ITL, dekoder „4 z 2” zbudowany z podstawowych bramek logicznych, dekoder „10 z 4” z układem scalonym TTL, dekoder kodu BCD na kod wskaźnika 7-segmemowego.

Uwagi: ćwiczenia z koderami i dekoderami wymagają użycia dwóch modułów, co przy rotacyjnym systemie zajęć może trochę utrudnić ich organizację.