디지털공학실험 2장 논리프로브구성(결과)

소개글

디지털공학실험 2장 논리프로브구성(결과)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

데이터 및 관찰 내용 :
실험순서 3. 논리 임계전압 : HIGH : 1.915V LOW : 0.732V
표2-1
실험순서
LOW 입력
출력 논리레벨
개방 입력
HIGH 입력
4
단일 인버터
High
High,Low
Low
5
2개 직렬 인버터
Low
High,Low
High
표2-2
실험순서
입력
논리레벨
(3번 핀)
출력
논리레벨
(4번 핀)
논리레벨
(5번 핀)
논리레벨
(6번 핀)
7
입력을 접지에
잠시 접촉한 경우
High
8
입력을 +5.0V에
잠시 접촉한 경우
Low
9
결함 조건 :
5번 핀 개방
Low
High
X
Low
10
결함 회로 전압
(디지털 멀티미터)
0.159 V
4.53 V
1.67 V
0.151 V
11
결함 회로 전압
(오실로스코프)
0.150 V
4.60 V
1.65 V
0.157 V
결과 및 토론
이번 실험은 논리 프로브를 구성하여 TTL회로의 임계치 레벨을 구하고 만들어놓은 논리 프로브 회로로 7404소자를 테스트 해보는 것이다.
그냥 글만 읽어보면 간단한 회로라고 생각 했었고, 금방 끝날 것이라고 생각했었던 실험 이었지만 생각보다 시간이 많이 걸렸다. 먼저 프로브회로를 구성하는 것인데 실험할 때는 책에 있는 회로를 구성하여서 그대로 따라 하기만 하여 임계치값을 구했지만 이렇게 보고서를 쓰면서 생각을 해보니 당연한 값이었다. 프로브에서 들어오는 전압이 올라갈수록 신호용 다이오드 에 걸리는 전압은 계속적으로 올라가고 그리고 0.8V가 넘지 않으면 밑의 의 노드 점에 걸리는 전압은 다이오드가 작동하는 전압이 되지 않아 밑으로는 Low가 입력되고 위쪽에는 High가 입력이 되어서 위의 불이 켜지게 된다. 그리고 반대로 프로브 전압을 계속적으로 올리게 되면 7404소자가 인식할수 있는 TTL임계치 레벨을 벗어나게 되어서 High, Low를 구분하지 못하는 임계치 레벨에 들어가게 된다. 그리고 2V이상이 되면 High로 인식을 시작해서 소자가 작동하여 High의 LED에 불이 들어오게 된다. 이런 원리로써 임계치 값을 구하게 되는 것입니다. 위의 설명에 대한 시뮬레이션은 아래의 참고자료에 Pspice로 구현해 보았다.
프로브를 구성해서 임계치 전압을 구한후 이제 인버터의 기능에 대해서 알아보니 인버터는 High는 Low로 Low는 High의 기능을 가지고 있었습니다.
마지막 실험으로는 래치라는 것을 인버터소자인 7404로써 만들어서 실험을 하는 것인데 실험을 해보니 래치라는 것은 기억하는 소자라고 예비보고서를 쓰면서 알았다. 하지만 정말 실험을 하니 Low를 계속적으로 넣어주지 않았는데도 계속 Low에 불이 들어와 있는 것입니다. 정말 이부분에 대해서는 재미가 있었고, 마찬가지로 High를 잠깐 넣어주어도 High를 계속적으로 기억하고 있었다.
다음은 5번과 6번 핀이 끊어 졌을 경우에 우리가 알아 낼 수 있는 방법을 알아보는 것인데 3번과 6번 핀에는 거의 0에 가까운 전압이 측정되었고 4번은 4에 가까운 전압이 측정 되었는데 이것은 입력에 Low를 입력해서 3번과 6번은 당연히 0에 가까운 전압이 나오게되고 4번은 3번의 결과값으로써 High가 나오게 되는 것이다. 그리고 여기서 중요한 것은 결함이 생긴 5번 핀은 1에 가까운 전압이 나온다는 것인데 이것은 TTL논리에서는 High와 Low를 구분할 수 없는 전압인 0.8V과 2V사이의 전압이 나타나는 것이다. 이렇게 이번 실험은 결론을 내릴 수가 있다.
이번실험에서 어려웠던 점은 가변저항을 이용해서 입력 프로브를 구성할 때 어떻게 연결을 해야 할지 몰라서 가변저항을 4~5개 정도가 망가졌다. 이것으로 얻은 결론은 양쪽 끝의 핀에 하나는 5V와 다른쪽은 0V에 연결하면 되고 가운데 핀은 프로브로 연결을 시켜주면 된다는 것을 알게 되었고, 또 어려웠던 점은 마지막에 결함회로를 구성하여서 각각의 핀에 전압을 측정하는데 어떻게 측정을 해야 하는지 몰라서 참 난감한 것이 있었다. 하지만 결국 간단하게 접지와 연결을 하면 되는 것이었다.
이상으로 이번실험은 성공적이다.
♠ 참고 자료 ♠
● Pspice로 구현한 논리 프로브 회로
▶ 정확하게 어떻게 동작을 하는지 감이 잡히지 않아서 이렇게 Pspice로 구현을 해보아서 직접 전압을 찍어 보았습니다.
▶ 다음장의 시뮬레이션을 보면 알수 있듯이 밑의 시뮬레이션은 출력 파형을 나타낸것이고, 위의 시뮬레이션은 프로브를 넣었을 때 앞쪽의 과 에 걸리는 전압이 어떻게 되는 것인지 나타낸 것입니다.
● Pspice로 구현한 래치결함 회로
▶ 래치 결함 회로를 직접 만들어 보았습니다.
▶ 결함회로를 만드는 것은 open을 시키는 것인데 그냥 open을 시켰더니 제대로 된 값이 나오지 않아서 저는 스위치를 사용해서 open을 만들었습니다
▶ 다음장의 시뮬레이션을 보면 스위치가 동작 하면 전압이 내려가는 것을 볼 수 있는데 이것은 임계치 논리를 정확하게 인식할 수 없는 레벨로 내려 가는 것입니다.
● Pspice로 구현한 단일 인버터 회로
▶ 인버터는 반전을 의미합니다.
▶ 다음장은 위의 회로에 대한 시뮬레이션입니다.
● Pspice로 구현한 2개 직렬 인버터 회로
▶ 직렬로 연결한 인버터
▶ 다음장은 위의 회로에 대한 시뮬레이션입니다.
● Pspice로 구현한 래치 회로
▶ 앞에는 래치에 대한 결함 회로를 나타 내었습니다.
▶ 래치는 기억을 하는 것으로 1을 계속적으로 넣어 주지 않아도 1이 계속 적으로 있다는 것을 알 수 있다.
▶ 다음장의 시뮬레이션을 보면 확실하게 알 수 있습니다.

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디지털공학,   디지털공학실험,   논리프로브