exp3 4_TempoPropagacao

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• Conhecer características de portas lógicas referentes à propagação de sinais. 
• Praticar medidas de tensão, interligação de componentes e familiarização com 
montagen de circuitos lógicos. 
• Identificar níveis lógicos analisando-se as tensões presentes em pontos solicitados 
dos circuitos. 
• Construir e interpretar gráficos e tabelas. 
• Analisar f armas de ondas com a finalidade de medir o tempo de atraso. 
Conceitos 
1) Tempo de propagação é o tempo que a porta leva para executar a operação 
lógica. A resposta de saída de uma porta não é instantânea em relação à 
entrada. Existe um atraso que é denominado tempo de propagação. 
Nos manuais, estes valores são encontrados como tp e tp e são definidos 
LH HL 
como: 
Símbolo Definição 
É o tempo que decorre entre a 
t pLH Tempo de propagação do nível transição do sinal de entrada e a 
baixo para nível alto . transição do sinal de saída do nível 
baixo para nível alto. 
t 
Tempo de propagação do nível É o tempo que decorre entre a 
PHL alto para o nível baixo. transição do sinal de saída do nível 
alto para nível baixo. 
Portas Lógicas ITL e CMOS 5 5 
2) Valores típicos para as diversas séries TIL e CMOS 
Série TIL Tempo de Propagação Série CMOS T ernpo de Propagação 
54/74 lOns 54C/74C Vcc=4.5V 9-19 ns 
54L 33ns Vcc= 6V 8-16 ns 
54H/74H 6ns 54HC/74HC Vcc=5V 50-90 ns 
54LS/74LS 9,Sns Vcc=lOV 30-60 ns 
54S/ 74S 3ns 40XX Vcc=5V 50-90 ns 
54ALS/7 4ALS 4ns Vcc=lOV 30-60 ns 
54AS/74AS 1,5ns Vcc=l5V 25-50 ns 
Metodologia 
M 1 - Para verificar o tempo de propagação das portas lógicas, serão utilizados um gerador 
de funções para fornecer uma onda quadrada de 5Vp/ l MHz à entrada de uma porta 
lógica, e um osciloscópio de dois canais, para monitorar os sinais de entrada e saída. 
M2- Com os·dois canais do osciloscópio operando ao mesmo tempo, canal 1 conectado à 
entrada e canal 2 à saída, será medido o quanto um sinal está deslocado do outro 
(defasagem dos sinais). O intervalo de tempo encontrado reflete o tempo de propagação. 
Dependendo da capacidade de varredura do osciloscópio será necessário utilizar várias . 
portas çonectadas em série. Neste caso, o tempo encontrado será dividido pelo número 
de portas utilizadas. 
Relação de Material 
Quantidade D e scrição 
1 fonte de tensão para SV 
1 gerador de ondas quadradas 
1 osciloscópio/ 20MHz . 
1 matriz de contatos 
1 CI7404 
1 CI4069 ou 74HC04 
2 cabos banana-banana 
- fios rígidos de O ,51 mm 0 
56 
Pl- Ajustar o gerador de funções para fornecer em sua saída uma onda quadrada de 
Vmín = OV e V máx = SV (nível baixo O e nível alto SV). 
Atenção ! O ajuste deve ser feito com o acoplamento do osciloscópio na posicão DC. 
Utilizar o ajuste de off-set do gerador de funções, caso verificar nível 
negativo na onda quadrada. 
P2- Fixar o CI 7404 na base de montagem e fazer as ligações necessárias de alimentação. 
• Usar a fonte de tensão ajustada em 5V. 
• Ligar o positivo da fonte ao pino 14 do CI. 
• Ligar o negativo da fonte ao pino 7 do CI. 
P3- Completar as ligações conforme o diagrama seguinte. 
_ ,_ 
P4- Ligar o canal 1 do osciloscópio à entrada (pino 1) e o canal 2 à saída da última porta 
(pino 8). Não esquecer de ativar a função duplo traço do osciloscópio. 
+5V 
5Vpp 
( - ) lMHz 
PS- Girar a chave seletora da base de tempos do osciloscópio até encontrar a posição mais 
adequada para visualizar as duas ondas: A onda referente à tensão de entrada e a a ') 
1 
referente à tensão de saída. ~ 
Portas Lógicas 7TL e CMOS 5 7 
Obs: Em alguns casos, pode ser necessário aumentar ou diminuir um pouco a fre­
qüência do gerador, para se obter as formas de onda melhor ajustadas na tela do 
osciloscópio. 
P6- Desenhar as duas formas de onda juntas . Anotar também o valor da de ~asagem rp._H 
e tpHL que existem entre elas. (RI-1) 
(V) 
. ;· . . ( t) 
P7- Calcular o tempo de propagação (tpHL I 6 e tpLH / 6). (RI-1) 
PS- Desligar todos os instrumentos (gerador de onda quadrada, osciloscópio e fonte de 
alimentação). 
P9- Trocar o CI 7 404 hexa-inversor TIL da família CMOS. O CI 7 4C04 ou CD 4069. 
Completar as ligações conforme o diagrama seguinte . 
+5Vpp 
500KHz 
(4) 
canal 1 
canal2 
PlO- Ligar primeiro a fonte de alimentação (pinos 7 e 14), depois os demais pinos e 
instrumentos. 
Pl 1- Manter o gerador de onda quadrada conectado ao pino 1 do CI , ajustado para fornecer 
a onda quadrada de O a 5V e freqüência de 500KHz. 
Pl 2- Ligar o canal 1 do osciloscópio à entrada (pino 1) e o canal 2 à saída ( pino 4). 
P 13- Girar a chave seletora da base de tempos do osciloscópio até encontrar a posição mais 
adequada para visualizar as duas ondas. 
Pl 4- Desenhar as duas formas de onda juntas. Anotar o valor da defasagem existente entre 
elas. (RI-II) 
Não esqueça que o tempo de atraso medido refere-se ao atraso de 2 portas. 
PlS- A partir do tempo de atraso encontrado para as duas ;portas juntas, calcular o tempo 
de atraso de uma única porta. (Rl-11) 
Ql- Explicar como funciona o circuito seguinte. 
G{>J21 (3t:>64) (5~,__l ....... I _ _ _ 
(6) = (1 ) )vs 
Q2- Mostrar que para o circuito da questão anterior vale a expressão: 
fo 
1 
3x(tp +tp ) 
LH HL 
Portas Lógicas 7TL e CMOS 5 9 
1 
1 
1 
1 
~ 
Instituição: 
Curso: Discipl.: Série/Turma: 
Prof.: Data: Conceito: 
Nome Nº 
I - Tempo de Propagação TIL 
Para avaliar o tempo de propagação de uma porta TIL, foi utilizada urna medida indireta. 
Seis portas inversoras foram colocadas em cascata (a saída de uma conectada à entrada de outra); 
à entrada da primeira inversora foi injetada uma onda quadrada com nível baixo de OV, nível alto 
de 5V / 1 MHz. Usando os dois canais do osciloscópio, entre a entrada e saída do circuito foi possível 
medir o atraso provocado por 6 portas. O tempo referente a uma única porta foi encontrado, 
dividindo-se o tempo total de atraso por 6. 
Circuito utilizado 
Formas de onda observadas no osciloscópio 
Apêndice - Relatórios Imediatos Exp. 3.4 233 
Cálculo do tempo de propagação 
t t - PHL -
P11L( uma porta) - 6 - = 
t 
t - PLH -
Pu 1 (uma portd) - 6 -
II - Tempo de Propagação CMOS 
Para avaliar o tempo de propagação de uma porta CMOS foi utilizado o mesmo método da 
seção anterior, porém usando apenas duas portas inversoras ligadas em série. 
1 
Circuito utilizaào 
Formas de on da observadas no osciloscópio 
Cálculo do tempo de propagação 
t p 
t - _!ib_ -
PHL( uma porta ) - 2 - - ----- = 
t 
t - PLH 
PLH (uma porld) - 2 
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