목차
1. 실험목적
2. 이론
3. 실험기구
4. 실험절차
2. 이론
3. 실험기구
4. 실험절차
본문내용
턱 전압 VT- 라 한다.
출력 전압은 1이거나 0이다. 출력이 0일 때, 전환 작용을 하기 위해서는 입력은 VT+보다 약간 커야 한다는 것이 필요하다. 그러면 출력은 1 상태로 전환하고, 입력이 VT-보다 작아질 때까지 그 값을 유지하고 있다. 그러면 출력은 다시 0 상태로 전환한다. 그림 10의 화살표와 점선은 전환 동작을 보여준다.
이 두 문턱 전압 차는 이력현상(hysteresis)이라 하나, 회로 설계로서 이력현상을 제거할 수 있지만, 작은 양의 이력현상은 바람직하다. 왜냐하면 그것은 넓은 온도 위에서 전환 동작을 빠르게 해주기 때문이다. 예를 들어 디지털 모뎀에서는 잡음 방지를 해줄 수 있다.
TTL 7414는 6개의 슈미트 트리거 인버터를 갖고 있다. 그림 11에서 7414에 있는 슈미트 인버터 트리거 중 하나에 대한 표준 논리 기호는 전형적인 전달 특성과 함께 나타나 있다. 그림11 (b)에서 커브를 보면 입력이 1.7V를 넘을 때 출력은 0상태로 전환한다. 입력이 0.9아래로 떨어지면 출력은 다시 1상태로 전환한다. 전환 동작은 화살표와 점선으로 나타나 있다.
잡음이 섞인 회로에 대해 슈미트 트리거의 히스테리시스 특성은 잡음 섞인 상승 시간이 느린 신호를 거의 이상적인 디지털 신호로 바꾸는데 매우 유용하다.
요약적으로 슈미트트리거 회로는 그림 12에서와 같이 두 개의 상반되는 동작 상태를 갖는 것으로서 파형 발생에 사용된다. 이 회로의 트리거신호는 서서히 변화하는 교류 전압이다. 슈미트 트리거 회로는 입력 전압값에 따라 민감하게 동작하는 회로로서 두 개의 서로 다른 트리거 전압 값에서 출력상태가 변환된다. 그림 12와 같이 낮은 트리거 전압값(LTL)과 높은 트리거 전압값(UTL)에서 동작한다. 그림 13은 슈미트 트리거의 표시기호를 나타낸다.
3. 실험기구
- 디지털 실험장치
- 오실로스코프
- 펄스/구형파 발생기
- NOT 게이트 74LS04
- NOT 게이트 74HC04
- 슈미트 트리거 74LS14
- 슈미트 트리거 74HC14
- NAND 게이트 7403(개방 콜렉터)
4. 실험절차
(1) 디지털 실험기판 위에 74LS04 NOT 게이트를 이용하여 입력 전압 실험회로를 구성하 고 입력 전압을 0에서 5V로 0.5V 씩 변화시키면서 출력 전압을 측정한다. 출력이 “0”이 되는 경계값을 찾는다. 이 때 경계값 부근에서는 변화 폭을 줄여 정확한 경계 값을 구할 수 있도록 한다.
(2) 실험회로를 이용하여 입력 전압을 5V에서 0V로 변화시키면서 출력 전압을 측정하고, 출력이 “1”이 되는 경계값을 찾는다.
(3) 실험회로 입력으로 10kHz 정현파를 걸어주고, 입력을 오실로스코프의 X 단자에, 출력 을 오실로스코프의 Y 단자에 연결하여 리사쥬 파형을 관찰하고 스케치한다.
(4) 74LS04 NOT 게이트를 74HC04 NOT 게이트로 바꾸고, 절차 (1), (2), (3)을 반복한 다.
(5) 74LS14 슈미트 트리거와 74HC14 슈미트 트리거에 대해서도 마찬가지로 절차 (1), (2), (3)을 반복한다.
(6) 74LS04 NOT 게이트를 이용하여 히스테리시스 특성 실험회로를 구성하고, 10kHz 정 현파를 입력으로 걸어준 후, R1, R2 값을 변화시키면서 리사쥬 파형을 관측하여 VDD 에 대한 히스테리시스 폭과 경계값을 기록한다. 또한 10% 히스테리시스 회로를 구성 하고 같은 절차를 반복한다.
(7) 74LS03 개방 콜렉터 NAND 게이트와 74LS14 슈미트 트리거를 이용하여 펄스신장기 회로를 구성하고 입력에 10kHz 구형파를 걸어준다. 커패시터 C값을 변화시키면서 입 력 및 출력 파형을 관측하고 펄스 폭을 기록한다.
출력 전압은 1이거나 0이다. 출력이 0일 때, 전환 작용을 하기 위해서는 입력은 VT+보다 약간 커야 한다는 것이 필요하다. 그러면 출력은 1 상태로 전환하고, 입력이 VT-보다 작아질 때까지 그 값을 유지하고 있다. 그러면 출력은 다시 0 상태로 전환한다. 그림 10의 화살표와 점선은 전환 동작을 보여준다.
이 두 문턱 전압 차는 이력현상(hysteresis)이라 하나, 회로 설계로서 이력현상을 제거할 수 있지만, 작은 양의 이력현상은 바람직하다. 왜냐하면 그것은 넓은 온도 위에서 전환 동작을 빠르게 해주기 때문이다. 예를 들어 디지털 모뎀에서는 잡음 방지를 해줄 수 있다.
TTL 7414는 6개의 슈미트 트리거 인버터를 갖고 있다. 그림 11에서 7414에 있는 슈미트 인버터 트리거 중 하나에 대한 표준 논리 기호는 전형적인 전달 특성과 함께 나타나 있다. 그림11 (b)에서 커브를 보면 입력이 1.7V를 넘을 때 출력은 0상태로 전환한다. 입력이 0.9아래로 떨어지면 출력은 다시 1상태로 전환한다. 전환 동작은 화살표와 점선으로 나타나 있다.
잡음이 섞인 회로에 대해 슈미트 트리거의 히스테리시스 특성은 잡음 섞인 상승 시간이 느린 신호를 거의 이상적인 디지털 신호로 바꾸는데 매우 유용하다.
요약적으로 슈미트트리거 회로는 그림 12에서와 같이 두 개의 상반되는 동작 상태를 갖는 것으로서 파형 발생에 사용된다. 이 회로의 트리거신호는 서서히 변화하는 교류 전압이다. 슈미트 트리거 회로는 입력 전압값에 따라 민감하게 동작하는 회로로서 두 개의 서로 다른 트리거 전압 값에서 출력상태가 변환된다. 그림 12와 같이 낮은 트리거 전압값(LTL)과 높은 트리거 전압값(UTL)에서 동작한다. 그림 13은 슈미트 트리거의 표시기호를 나타낸다.
3. 실험기구
- 디지털 실험장치
- 오실로스코프
- 펄스/구형파 발생기
- NOT 게이트 74LS04
- NOT 게이트 74HC04
- 슈미트 트리거 74LS14
- 슈미트 트리거 74HC14
- NAND 게이트 7403(개방 콜렉터)
4. 실험절차
(1) 디지털 실험기판 위에 74LS04 NOT 게이트를 이용하여 입력 전압 실험회로를 구성하 고 입력 전압을 0에서 5V로 0.5V 씩 변화시키면서 출력 전압을 측정한다. 출력이 “0”이 되는 경계값을 찾는다. 이 때 경계값 부근에서는 변화 폭을 줄여 정확한 경계 값을 구할 수 있도록 한다.
(2) 실험회로를 이용하여 입력 전압을 5V에서 0V로 변화시키면서 출력 전압을 측정하고, 출력이 “1”이 되는 경계값을 찾는다.
(3) 실험회로 입력으로 10kHz 정현파를 걸어주고, 입력을 오실로스코프의 X 단자에, 출력 을 오실로스코프의 Y 단자에 연결하여 리사쥬 파형을 관찰하고 스케치한다.
(4) 74LS04 NOT 게이트를 74HC04 NOT 게이트로 바꾸고, 절차 (1), (2), (3)을 반복한 다.
(5) 74LS14 슈미트 트리거와 74HC14 슈미트 트리거에 대해서도 마찬가지로 절차 (1), (2), (3)을 반복한다.
(6) 74LS04 NOT 게이트를 이용하여 히스테리시스 특성 실험회로를 구성하고, 10kHz 정 현파를 입력으로 걸어준 후, R1, R2 값을 변화시키면서 리사쥬 파형을 관측하여 VDD 에 대한 히스테리시스 폭과 경계값을 기록한다. 또한 10% 히스테리시스 회로를 구성 하고 같은 절차를 반복한다.
(7) 74LS03 개방 콜렉터 NAND 게이트와 74LS14 슈미트 트리거를 이용하여 펄스신장기 회로를 구성하고 입력에 10kHz 구형파를 걸어준다. 커패시터 C값을 변화시키면서 입 력 및 출력 파형을 관측하고 펄스 폭을 기록한다.
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