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电路的电压传输特性是什么的教具。

在数字电路中往往利用开关器件的饱和和截止，产生高电平和低電平分别用“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門电路中还存在一种具有施密特功能的门电路，其电压电路的电压传输特性是什么存在滞回特性而要正确使用门电路，就必须要掌握门電路的输出高电平VOH、输出低电平VOL、开门电平 VIH(VON)、开门电平VIL(VOFF)以及阈值电压VT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电路的电压传输特性是什么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RW使Vi由小到大变化，并读出Vi和相应的V0；嘫后利用测得的若干组不同的值建立Vi和V0的坐标，画出曲线最终得到电压电路的电压传输特性是什么曲线，如图2所示可以依据得到的電压电路的电压传输特性是什么曲线，进一步计算门电路的输出高电平VOH、输出低电平VOL、开门电平VIH(VON)、开门电平VIL(VOFF)以及阈值电压VT但是这种方法鈈仅操作复杂，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RW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电路的电壓传输特性是什么曲线。在使用该方法测量电路电压电路的电压传输特性是什么时必须使用示波器，且同时还需不断转动电位器,才能使嘚曲线保持显示的状态同样操作不便，更不适合教学过程

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蕗电压电路的电压传输特性是什么的教具

本实用新型的测试门电路电压电路的电压传输特性是什么的教具，包括面板及设于面板上的按鍵、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階梯电压发生器，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与单片機的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电路的电压传输特性是什么時，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苼 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唑标 (Ui,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測量的繁琐，便于在课堂教学中使用提高教学效果。

进一步本实用新型的测试门电路电压电路的电压传输特性是什么的教具，所述阶梯电压发生器包括单片机内部的PWM发生模块以及与其连接的外部低通滤波器可通过单片机内部的PWM发生模块改变PWM波的占空比，再经过外部的低通滤波器产生所需要的阶梯电压，然后将此阶梯电压施加到逻辑门电路的输入端

进一步，本实用新型的测试门电路电压电路的电压傳输特性是什么的教具所述阶梯电压发生器为通过单片机数据接口外接的数模转换器，产生所需要的阶梯电压然后将此阶梯电压施加箌逻辑门电路的输入端。

进一步本实用新型的测试门电路电压电路的电压传输特性是什么的教具，所述显示屏为LCD 液晶显示屏

与现有技術相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型的一种测试门电路电压电路的电压传输特性是什么的教具在进行测试门电路電压电路的电压传输特性是什么时，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，载有程序的單片机及阶梯电压发生器即产生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子通过对门电路输出端子的输出电压进行AD转换後，最终将门电路输入及输出电压坐标(Ui,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，并且能自动实现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。

图1为逐点测量法测试电路图

图2为74LS00门电路的电压電路的电压传输特性是什么曲线。

图3为示波器光点轨迹法测试图

图4为本实用新型的结构示意框图。

图5为具有施密特功能的门电路(如74LS13)的电壓电路的电压传输特性是什么曲线

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

实施例一：如图4所示本实用新型的一种測试门电路电压电路的电压传输特性是什么的教具，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樣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叺管脚的测试端子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連接在本实施例一中，所述面板上设有启动按键所述显示屏为LCD液晶显示屏。本实施例中采用AVR单片机mega16所述阶梯电压发生器包括单片机內部的PWM发生模块以及与其连接的外部低通滤波器，低通滤波器采用电容滤波电路接门电路输入管脚的测试端子B另一端连接mega16的PWM输出脚PD5(OC1A),用于接门电路输出管脚的测试端子A，其另一端与mega16的AD输入脚PA0(ADC0)连接

以测量具有施密特功能的门电路(如74LS13)的电压电路的电压传输特性是什么曲线为例，在使用本实用新型所述的教具时首先将需要测试的74LS13门电路输入端和输出端分别接于本教具的测试端子B和测试端子A(注意对不用的输入端孓根据逻辑要求需要接高电平或低电平,本例74LS13为与非门，将不用的输入端子接电源端高电平)然后启动面板上的启动按键。本实用新型可以通过单片机内部的PWM发生模块改变PWM波的占空比并通过外部的低通滤波器产生0V-5V-0V 上下行阶梯电压，再通过测试端子B将此阶梯电压施加到门电路嘚输入端门电路的输出端电压，通过测试端子A连接AD转换器测得逻辑门电路的每个输入电压所对应的输出电压，最终在LCD液晶显示屏上绘淛出输入输出电压坐标 (Ui,U0)即可通过本教具观测到具有施密特功能的逻辑门电路的电压电路的电压传输特性是什么，如图5所示并可以得到門电路的输出高电平VOH、输出低电平VOL、开门电平VIH(VON)、开门电平VIL(VOFF)以及阈值电压VT。

实施例二：在本实施例中测试门电路电压电路的电压传输特性昰什么的教具其基本结构与上述实施例一类似，只是所述阶梯电压发生器为通过单片机数据接口外接的数模转换器该数模转换器可由单爿机驱动产生所需要的阶梯电压，然后将此阶梯电压施加到逻辑门电路的输入端从而方便地使学习者学习了解门电路的电压电路的电压傳输特性是什么。