Che cosa fare

Scheda operativa per il laboratorio di Sistemi – Anno scolastico 2006/2007
Indicatore di livello elettrico
Funzionamento del circuito
Focalizziamo l’attenzione sul partitore resistivo costituito
dalla quattro resistenze uguali Ro. La tensione Vx di ingresso
viene ripartita in modo uguale sulle resistenze.
Supponiamo che VIH sia il livello di tensione minimo
affinché una porta NAND “veda” un livello alto (1) in
ingresso. Si comprende che man mano che la tensione V x
aumenta anche i livelli di tensione ripartiti sulle resistenza
aumenteranno proporzionalmente. Possiamo calcolare, ad
esempio, quanto deve valere la tensione Vx affinché la porta
NAND4 vede la tensione ai capi della resistenza come
livello logico alto. Imponendo (Vx/4Ro)Ro=VIH si ricava Vx=4VIH, ossia la tensione Vx deve raggiungere il valore di 4
volte la soglia minima per il livello alto per poter far si che tutte le porte NAND vedano in ingresso un livello alto.
Analizziamo i possibili casi che si presentano man mano che la Vx aumenta.
Casa A: la tensione Vx è minore di VIH, cioè Vx<VIH. In questo caso poiché la tensione ai capi del partitore è minore
della tensione di soglia VIH, a maggior ragione lo saranno tutti i livelli del partitore. Questo significa che gli ingressi
delle porte NAND sono “visti” come livello basso. Conseguentemente le uscite delle NAND sono tutte alte e, quindi, le
uscite delle NOR sono tutte a livello basso per cui i LED risultano tutti spenti.
Caso B: La tensione Vx risulta maggiore di VIH e minore di
un valore tale che la NAND2 vede in ingresso un livello
basso. Poiché la tensione in ingresso a NAND2 è 3Vx/4, e
dovendo risultare <VIH, si ricava che Vx<4/3VIH. In questo
caso solo NAND1 ha in ingresso un livello alto. Possiamo
determinare tutti i livelli di uscita delle porte logiche
partendo dalla porta più in basso, cioè dalla NAND4. In
questo caso solo il LED1 risulta acceso.
Caso C: La tensione Vx è tale che determina un livello di
tensione alto solo all’ingresso delle porte NAND1 e NAND2.
Cioè imponendo che 2*Vx/4 < VIH si ricava che Vx < 2*VIH.
Determinando tutti i livelli di uscita delle porte logiche, si
dimostra che solo il LED2 è acceso.
Caso D: La tensione Vx è tale che determina un livello logico
alto solo all’ingresso delle porte NAND1, NAND2 e
NAND3. In questo caso la tensione Vx è tale che deve
soddisfare la disequazione Vx/4 < VIH, ossia Vx < 4*VIH. In
questo caso è solo il LED3 che risulta acceso.
Caso E: La tensione Vx è tale che gli ingressi delle porte
NAND risultino alti, cioè tale che Vx>4VIH. In questo caso
risulta acceso solo il LED4.
A lato è riportato il diagramma temporale in cui si vede come
al variare della tensione Vx gli ingressi delle porte NAND
assumono un valore logico alto o basso.
Appunti del corso di Sistemi – ITIS Galileo Ferraris – Prof. A. Celentano
Scheda operativa per il laboratorio di Sistemi – Anno scolastico 2006/2007
Piedinatura degli integrati usati
7400
7402
Che cosa fare
a) Realizzare il circuito su breadboard verificando che i LED si accendono progressivamente con
l’aumentare della tensione in ingresso.
b) I collegamenti su breadboard devono essere bassi e misurati, evitare “ponti” e “ponticelli” vari.
c) Fare una relazione dettagliata con Windows Word, riportando lo schema elettrico.
Componente
Quantità
Gruppo di lavoro
Integrato 7400
1
Integrato 7402
1
1)
LED
4
2)
Resistenze Ro di 500 
4
3)
Resistenza x LED da 600 
4
4)
Minilab
1
5)
Forbici
1
6)
Filo elettrico per Breadboard
Tester per misure
7)
1
Appunti del corso di Sistemi – ITIS Galileo Ferraris – Prof. A. Celentano