组合逻辑电路冒险的研究与消除

实验2　组合逻辑电路冒险的研究与消除

【实验目的】

（1）理解冒险现象产生的原因；

（2）掌握消除冒险现象的方法；

（3）熟悉实验板的结构和使用方法。

【实验所用仪器及元器件】

（1）计算机；

（2）直流稳压电源；

（3）数字电路实验板；

（4）74LS00、74LS04。

【实验原理】

1.平均传输延迟时间t_pd

由于芯片内部的二极管、三极管开关状态的转换和负载电容、寄生电容的充放电都需要时间，从而使输出电压波形总比输入电压的波形滞后一定的时间，因此造成传输延迟。表6－7是SN74LS04数据手册中的时间参数，t_PHL是输出由高电平变为低电平的时间，t_PLH是输出由低电平变为高电平的时间，平均传输延迟时间t_pd＝（t_PHL＋t_PLH）／2。图6－7是各个时间参数的意义。

表6－7　SN74LS04数据手册时间参数

图6－7　时间参数的意义

2.组合逻辑电路的冒险

考虑门电路的延迟时间对电路产生的影响，实际上，从信号输入到输出的稳定需要一定的时间。由于从输入到输出的过程中，不同通路的门的级数不同，或者门电路平均延迟时间的差异，造成信号从输入经过不同通路传输到输出端的时间不同，从而使逻辑电路产生错误输出。通常这种现象称为冒险。

【实验内容】

1.实验电路

电路图如图6－8所示，芯片选择74LS04（非门）和74LS00（与非门），注意芯片一定要正确连接电源和地，并且不能够带电连接电路或者带电改变电路。

图6－8　输出高低电平测试电路

2.测试内容及要求

（1）根据电路写出F的逻辑表达式，分析电路是否会出现冒险。如果出现冒险，是偏1型还是偏0型？

（2）将输入端A接实验板上IO4，示波器的CH1和CH2分别接输入端A和输出端F，在示波器上同时显示输入和输出波形，调节稳定后观察输出F是否出现冒险，与前面的分析结果是否一致？

（3）为使电路稳定工作，可以采用什么方法消除冒险？