circuito digitais exp 1

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
CIRCUITOS DIGITAIS 
Turma nº 3003 / 3007 
Experiência nº 01 - INVERSOR LÓGICO 
 
Professor: Haroldo Giusti Lemos 
 
Aluna: CAROLINE GONÇALVES CAMILO DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
2018.1 
 
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OBJETIVOS: 
a) Entender o significado de “compatível com TTL”; 
b) Aprender como interpretar especificações das folhas de dados (Data Book); 
c) Identificar a representação eletrônica de um estado binário e observar o 
funcionamento de um circuito inversor. 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
 O sistema binário consiste essencialmente em um código que requer 
dois estados discretos, em geral designados por 0 e 1, sendo a representação básica 
para sistemas e dispositivos digitais. Esses dois estados são representados por níveis 
de tensão. Os valores mais usados são 5V e 0V, embora quaisquer dois outros valores 
de tensão possam ser usados. 
 
 Para a tecnologia TTL esses valores são bem definidos: 
 
Nível lógico 1 = + 5V 
Nível lógico 0 = 0v 
 
 Uma função lógica de grande importância é a conversão de um nível lógico 
para outro, ou seja, a capacidade de converter um 1 em 0 e um 0 em 1. Essa conversão 
de um nível lógico para outro é chamada de complementação. 
 
 Uma maneira fácil de se obter a função de complementação é utilizar um 
circuito eletrônico, pois a mudança significa mudar de + 5V para 0V e vice-versa. 
 
 Para isso, utiliza-se geralmente um amplificador inversor, cujo símbolo é 
mostrado na figura abaixo: 
 
 
 Vin é a tensão de entrada, enquanto que Vout é a tensão de saída. 
 
 Um inversor típico TTL é composto de vários transistores, resistores e diodos, 
e como resultado os valores de tensão de saída partem de valores ideais de + 5V e 0V. 
 
 Para estabelecer limites de operações aceitáveis, os fabricantes listam em 
suas folhas de dados, valores máximos, mínimos e típicos para as tensões de saída, 
conforme mostra a figura a seguir. 
 
 Observa-se que existe uma região, chamada de região de transição, que é uma 
região proibida, a não ser por um curtíssimo intervalo de tempo, necessário para que a 
saída mude de um nível de tensão para outro. 
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 Quando a saída do inversor está no nível lógico 0, o fabricante garante que a 
tensão de saída, neste estado baixo, será algum valor dentro da faixa denominada VOL 
(MIN), cujo nível mínimo é 0V, que é o próprio ponto de terra (Gnd) e a tensão máxima 
VOL (MAX) é dada na folha de dados do fabricante. Para o inversor lógico TTL 7404, o 
valor de VOL típico é da ordem de 0,2V. 
 
 Ao se medir tensões com valores de VOL diferentes da folha de dados 
fornecida pelo fabricante, o circuito ou a unidade em questão deverá ser considerado 
defeituoso e substituído. 
 
 Quando a saída do inversor está no nível lógico 1, o fabricante garante uma 
saída no estado alto VOH, desde um valor mínimo até a um valor máximo, neste caso, 
VOH é + 5V. 
 
 VOH típico para o inversor TTL 7404 é de 3,4V. 
 
Para o mesmo inversor, VOH (MIN) é da ordem de 2,4V. 
 
 Para que uma tensão de entrada de um inversor lógico seja reconhecida como 
sendo um nível lógico 1, ela deve ter um valor dentro da banda especificada por VIH. 
O valor máximo de tensão, VIH (MAX) é de + 5V para o inversor TTL 7404 e o valor 
mínimo VIH (MIN) é especificado pelo fabricante na folha de dados. Veja a figura a 
seguir: 
 
 
 
 Desta forma, VIH significa entrada em estado alto, enquanto que VIL significa 
entrada em estado baixo. 
 
 
 
 
 
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PARTE PRÁTICA 
 
 MATERIAIS NECESSÁRIOS 
1- CI 7404 (hexa-inversor TTL) 
1- Multímetro analógico ou digital 
1- Matriz de Contatos 
1- Fonte Regulada e Ajustável 
1- Fios e Cabos terminais 
 
1- Examine a folha de dados (Data Book) do hexa-inversor 7404, assim 
chamado por possuir 6 inversores lógicos. Observe o valor da tensão e o número dos 
pinos de alimentação. 
 
 2- O método mais simples de verificar se um inversor lógico está funcionando 
corretamente, consiste no uso de um teste estático. 
 
Simplesmente conecte a entrada de um dos inversores alternadamente a um 
potencial de 0V ou 5V, enquanto observa a saída do inversor para verificar se de fato 
ela está complementando a entrada. Complete a seguir a tabela abaixo para um dos 
inversores testados. 
 
Tabela 1: TABELA DA VERDADE 
 V ENTRADA V SAÍDA 
 0V 4,87 V 
 5V 0,11 V 
 
 3- Anote a seguir o valor da tensão de saída de um inversor quando o pino de 
entrada está flutuando (aberto). 
 
VSAÍDA 0,14 V 
 
 4- Para certificar-se de que o inversor pode realmente acionar um outro 
inversor, conecte dois inversores em cascata (série) como mostra a figura a seguir: 
 
5- Alimente a entrada com os valores de tensão indicados na tabela 2, meça as 
tensões V2 e V3 e anote esses resultados na mesma tabela. 
 
Tabela 2 
 V1 V2 V3 
 0V 4,86 V 0,12 V 
 5V 0,14 V 4,86 V 
 
 
 
 
 
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QUESTÕES: 
 
1- Compare os valores de VOH e VOL da folha de dados com os valores medidos no 
item 2. Os valores estão dentro da faixa especificada pelo fabricante? 
 
SIM , ESTÃO DENTRO DA FAIXA ESPECIFICADA PELO FABRICANTE. 
 
2- Qual a relação em V1 e V3, observada no item 4 (inversão dupla)? 
 
SE É APLICADO UM NÍVEL LOGICO ALTO EM V1 A SAÍDA EM V3 TERÁ 
NÍVEL LÓGICO ALTO TAMBÉM DEVIDO A INVERSÃO QUE EXISTE NO 
MEIO DO CIRCUITO. 
 
3- Na descrição do CI 7404, qual é o significado do termo hexa? 
 
SIGNIFICA QUE ELA TEM 6 PORTAS LÓGICAS. 
 
4- Qual a corrente de alimentação máxima que cada inversor exige da fonte de 
alimentação e em que condição? 
 
24Ma 
 
5- Ao verificar defeitos em um circuito, você observa que o terminal de entrada de um 
inversor está quebrado e que a entrada está flutuando. Qual deve ser o valor da tensão 
de saída? 
0,14 V 
 
6- Se alguma das afirmativas abaixo for verdadeira, marque com um V, se for falsa, 
marque com um F: 
a) VOH (MIN) > VIH (MIN) V 
b) VOH (MIN) < VIH (MAX) F 
c) VOL (MAX) > VIL (MAX) F 
d) VOL (MAX) < VIL (MIN) V