实验二 TTL反相器电路的制作与调试

《数字电子技术基础（数字部分）》TTL非门电路的制作与调试
院系：电子与信息工程学院
TTL非门电路的制作与调试
一、实验目的
1、掌握TTL非门电路的基本结构与电路原理。

2、测试分立元件非门电路输入输出电压转移特性、观测其开关电路的波形并计
算TTL非门电路延时时间。

二、实验原理
由分立元件构成的TTL非门电路原理图、逻辑符号如图一、图二所示。

图一TTL反相器的基本电路图二非门逻辑符号
三、实验仪器设备
GOS-610双踪示波器，YB1603P功率函数信号发生器，数字万用表，电源（5V）。

三极管8050四只，电阻130Ω、1KΩ、1.6 KΩ、4 KΩ各一只，二极管4007一只，可调电阻47 KΩ一只，跳线两对，导线三根，7*9cm万用实验板一块。

四、实验内容及方法
1 、按照图三所示电路图焊接分立元件构成的TTL反相器。

图三分立元件构成的TTL反相器焊接示意
其中导线1接入5V电源，导线2接地，导线3为信号输入端，挂钩出为信号输出端。

连接图如下图（一）
图（一）
焊接好后检查电路：
（1）检查电路各接点是否焊接正确，焊点处是否有虚焊现象。

（2）确认焊接无误后在导线1处接入5V电源、导线2处接地，并将跳线1、跳线2用跳线帽短接。

（3）将数字万用表调至20V电压测量档测试导线3处电压，同时调节可调电阻，直至导线3处电压降至0V，此时测试输出端挂钩处电压，正常
状态下为4.3V~5V。

再调节可调电阻是导线3处电压升至5V，测试输
出端挂钩处电压，观测是否为0V~0.3V。

（4）若第三步测试正常说明电路焊接成功，可进行后续实验，否则请检查电路。

2、测量TTL反相器的电压传输特性
实验步骤：
（1）导线1处接入5V电源、导线2处接地，将跳线1、跳线2用跳线帽短接，
三极管射级输入0V~5V的可调电源。

此时相当于可调电阻为T
1
图片如下所示：
图（二）
图（三）
（2）用数字万用表测试挂钩处的输出电压V
0随跳线2处的输入电压V
1
的变化
情况，记录20组以上的成对电压数据，电压数据范围为0V~5V，测试数据填入表一。

表一
V
1(V)
0.2 0.4 0.6 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05
V
0(V)
4.35 4.24 4.13 4.08 3.99 3.87 3.83 3.6 3.26
V
1(V)
1.1 1.15 1.2 1.4 2
2.5
3.0 3.2 3.4
V
0(V)
2.2 0.14 0.06 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003
V
1(V)
3.5 3.6 3.7 3.8 3.9
4.0 4.1 4.2 4.3
V
0(V)
0.003 0.002 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
V
1(V)
4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
5.0
V
0(V)
0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
（3）根据测量数据绘制TTL反相器的电压传输特性曲线，这条曲线是在二维直
角坐标系中绘制的图像，其中横轴为输入电压V
1，纵轴为输出电压V
，
图像轴坐标中V
0、V
1
的步进值为0.1V，范围均为0V~5V。

Matlab所编程序：
dataa=[0.2,0.4,0.6,0.8,0.85,0.9,0.95,1,1.05,1.1,1.15,1.2,1.4,2,2.5,3. 0,3.2,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8,3.9,4.0,4.1,4.2,4.3,4.4,4.5,4.6,4.7,4.8,5.0 ];
datab=[4.35,4.24,4.13,4.08,3.99,3.87,3.83,3.6,3.26,2.2,0.14,0.06,0.00 3,0.003,0.003,0.003,0.003,0.003,0.003,0.002,0.002,0.002,0.001,0.001,0 .001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001];
plot(dataa,datab)
xlabel('输入电压')；
ylabel('输出电压')；
仿真图形如下：
3 观测TTL反相器的输出延时时间
测量电路如图四所示：
图四用示波器测试TTL反相器的延时时间电路
实验步骤：
（1）校准GOS-610双踪示波器。

（2）打开YB1603P功率函数信号发生器电源，在波形选择模块处选择输出波形为方波，找到输出频率选择按钮选择输出频率为30KHz，找到输
出电平调节旋钮调整输出信号电平为5.0V。

（3）将功率函数信号发生器TTL/CMOS信号输出口与双踪示波器X通道的信号输入接口用信号传输线缆连接，调整示波器至可观测到稳定的方
波信号。

（4） TTL反相器电路的导线1处接入5V电源、导线2处接地，并将跳线1、跳线2处的跳线帽断开，并将导线3接入功率函数信号发生器的
TTL/CMOS信号输出接口，最后将双踪示波器的Y通道接上信号测试线，
测试线的可接在TTL反相器电路的输出端挂钩处。

（5）功率函数信号发生器，TTL反相器电路，YB1603P功率函数信号发生器共地。

（6）调整示波器，观察Y通道上经过TTL反相器电路的信号与X通道上原信号的变化关系，特别注意观测信号延时时间，试计算出延时时间。

实验图片如下：
图（四）
图（五）
五、实验心得
通过此次实验我了解到了TTL非门电路的工作原理，充分了解到其电气特性。

在这次实验中我体会到了做实验一定要有耐心，搞好与同组人的合作关系，明确
分工。

只有这样，方能取得实验的成功。