[实用新型]一种测试门电路电压传输特性的教具

说明书

本实用新型涉及一种测试门电路电压传输特性的教具，包括面板及设于面板上的按键、与面板连接的测试端子及其内部的电路模块，以及同样与面板连接的显示屏，所述电路模块包括电源、单片机，以及与单片机连接的阶梯电压发生器，所述测试端子包括可用于连接门电路输入管脚的测试端子B以及用于连接门电路输出管脚的测试端子A，且测试端子A与单片机的AD转换通道连接，测试端子B与阶梯电压发生器的输出端连接。本实用新型体积小巧，便于携带，并且能实现自动测量显示，避免了手动测量的繁琐，便于在课堂教学中使用，提高教学效果。

技术领域

本实用新型涉及电子教学仪器领域，具体涉及一种测试门电路电压传输特性的教具。

背景技术

在数字电路中，往往利用开关器件的饱和和截止，产生高电平和低电平，分别用“H”、“L”或者“1”、“0”来表示。门电路作为数字电路的基础部件可分为分立元件门电路、TTL和CMOS集成逻辑门电路，其中集成门电路中还存在一种具有施密特功能的门电路，其电压传输特性存在滞回特性。而要正确使用门电路，就必须要掌握门电路的输出高电平V_OH、输出低电平V_OL、开门电平 V_IH(V_ON)、开门电平V_IL(V_OFF)以及阈值电压V_T。因此让使用者学习，尤其是学生真正了解和测得这些参数，对于了解和运用逻辑门电路十分重要。现有技术中测量门电路传输特性及参数的方法，一般有下述两种：其中一种为逐点测量法，另一种为光点轨迹测试法。逐点测量法以74LS00与非门电路为例来说明，其测量电路如附图1，通过改变R_W使V_i由小到大变化，并读出V_i和相应的V₀；然后利用测得的若干组不同的值，建立V_i和V₀的坐标，画出曲线，最终得到电压传输特性曲线，如图2所示。可以依据得到的电压传输特性曲线，进一步计算门电路的输出高电平V_OH、输出低电平V_OL、开门电平V_IH(V_ON)、开门电平V_IL(V_OFF)以及阈值电压V_T。但是这种方法不仅操作复杂，费时费力，而且还存在准确性差、不够直观的缺点。而另一种光点轨迹测试法同样仍以74LS00与非门电路为例来说明。如图3所示，测试中将示波器的TIME/DIV拨到X-Y位置，再适当调节V OLTS/DIV旋钮，慢慢转动电位器R_W滑动头，就可以在荧光屏上看到光点画出的一条输入输出电压传输特性曲线。在使用该方法测量电路电压传输特性时，必须使用示波器，且同时还需不断转动电位器,才能使得曲线保持显示的状态，同样操作不便，更不适合教学过程。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种可以方便地测试门电路电压传输特性的教具。

本实用新型的测试门电路电压传输特性的教具，包括面板及设于面板上的按键、与面板连接的测试端子及其内部的电路模块，以及同样与面板连接的显示屏，所述电路模块包括电源、单片机，以及与单片机连接的阶梯电压发生器，所述测试端子包括可用于连接门电路输入管脚的测试端子B以及用于连接门电路输出管脚的测试端子A，且测试端子A与单片机的AD转换通道连接，测试端子B与阶梯电压发生器的输出端连接。在使用本实用新型的教具进行测试门电路电压传输特性时，只需要将门电路的输入和输出管脚接到本测量教具的相应端子，然后启动面板上的按键，载有程序的单片机即通过阶梯电压发生器产生 0-5V的上行阶梯电压和5-0V的下行阶梯电压并施加到门电路输入端，通过对门电路输出端的输出电压进行AD转换后，最终将门电路输入及输出电压坐标 (U_i,U₀)显示在显示屏上。与传统的门电路电压传输测试装置相比，本实用新型体积小巧，便于携带，并且能实现自动测量显示，避免了手动测量的繁琐，便于在课堂教学中使用，提高教学效果。