Prova livelli logici TTL

Appunti di Laboratorio di Elettronica e Sistemi – Autore Prof. Aniello Celentano
Prova livelli logici TTL
Lo schema riportato a lato rappresenta un circuito che
permette di individuare i livelli logici TTL. L’accensione
del led rosso indica un livello logico basso, Low (0),
mentre l’accensione del led verde indica un livello logico
TTL alto, High (1). Vediamo come ciò avviene.
Premettiamo alcune cose:
a) Il parallelo di due inverter (porta NOT) è ancora un
inverter. La necessità di mettere in parallelo due inverter
nasce dall’esigenza di fornire più potenza a
un eventuale carico.
b) Il transistor deve essere inteso come un
interruttore elettronico. Se sul terminale di BASE (B) vi è una tensione, l’interruttore
viene chiuso nel senso che il COLLETTORE (C) e l’EMETTITORE (E) sono messi in
corto circuito. Diversamente l’interruttore è aperto nel senso che il collettore è
elettricamente separato dall’emettitore.
c) Nel circuito è presente il diodo Zener DZ che deve essere inteso come elemento di protezione del
circuito. Se la sonda è sottoposta a tensioni superiori a 5 Volt, tale diodo protegge tutto il circuito
sottoponendolo ad una tensione non più di 5.1 Volt..
Analizziamo il funzionamento del circuito. Se la sonda rileva un livello logico basso ciò significa
che il punto di ingresso “Sonda” è collegato a massa, cioè a zero volt. In tale condizione il transistor
BC107 si comporta come un circuito aperto: la resistenza di 560 Ohm non è alimentata dalla
tensione di +5Volt e, quindi, il gruppo degli inverter 1-2 “vede” in ingresso uno 0 logico con
conseguente uscita alta, cioè +5 Volt. In queste condizioni il led verde risulterà spento, essendo
sottoposto a d.d.p. di zero volt. Essendo la sonda a 0 Volt, l’uscita del blocco inverter 5/ gruppo 3-4
è a livello basso, cioè a 0 volt. In queste condizioni il led rosso si accende segnalando la presenza
del livello logico basso.
Se la sonda rileva un livello logico alto (+5 Volt), il blocco costituito dell’inverter 5 e dal gruppo di
inverter 3-4 avrà un’uscita alta per cui il led rosso risulta spento in quanto sottoposta a d.d.p. di zero
volt. Essendo la sonda a +5 Volt, il transistor si comporta come un corto circuito. La resistenza di
560 Ohm è alimentata dalla tensione di +5 Volt, cioè un 1 logico, che entra nel gruppo degli
inverter 1 e 2. L’uscita di tale gruppo è bassa, cioè zero volt. In queste condizioni il led verde si
accende segnalando la presenza del livello logico alto in ingresso alla sonda.
Che cosa fare il laboratorio
a) Procurarsi tutti gli elementi richiesti dal circuito. Per i valori
delle resistenze, nel caso che non vi siano i valori indicati,
prendere i valori più prossimi a quelli indicati.
b) Eseguire i collegamenti elettrici con collegamenti misurati, non
sono ammessi “ponticelli” e collegamenti volanti.
c) Verificare il funzionamento del circuito.
d) Eseguire una relazione dettagliata del funzionamento del
circuito e di come lo si è realizzato il circuito in laboratorio.
(Il circuito è pubblicato sulla rivista Nuova Elettronica, anno 2009, numero 240, pagina 118)
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