PART13기초 논리 회로(Fundamental Logic)
목적
- 1.Diode에 의한 기본 게이트의 로직 개념을 실험해 본다.
- 2.AND, OR, XOR 게이트의 특성을 실험을 통해 이해한다.
- 3.NAND, NOR, NOT의 부정 논리 게이트에 대하여 알아본다.
실험 1 :다이오드 논리회로 (Diode Logic)
이론
다이오드와 저항을 이용하여 디지털 논리 함수를 구현할 수 있다. 그림 13-2 (a)는 OR 게이트를 나타낸다. "0"은 0V를 나타내고 "5"는 +전압(+5V)을 나타낸다. 여기서 VA = 0V(논리 0) VB = 0V(논리 0)일 때만 출력 VC = 0V(논리 0)가 된다. 만일 VA 또는 VB(또는 둘 다)가 고(High)레벨이라면, 이에 대응하는 다이오드가 도통될 것이고 출력은 고(High)레벨(논리 1)이 된다. 따라서 그림 13-2 (b)의 진리표를 따른다.
그러나 이러한 다이오드 논리 게이트는 문제점을 갖고 있다. 입력들 중 하나가 고레벨 즉, +5V일 때, 출력은 고레벨이 될 것이다. 그러나 그 크기는 다이오드의 전압강하(=0.7V) 때문에, +5V보다 낮은 4.3V정도밖에 되지 않는다. 이 값은 +5V에 가까우므로 논리 1로써 정확하게 표시될 수 있다. 그러나 복잡한 디지털 시스템에서처럼, 이런 게이트들 몇 개가 직렬로 연결된다면, 다이오드의 전압강하가 더해져서 그 레벨이 더 이상 1로 읽을 수 없을 정도로 낮아지게 되는 경우가 생길 수도 있다. 이러한 경우에는 트랜지스터와 같은 증폭소자를 이용하여 적당한 값으로 복원시킴으로 인해 해결할 수 있다.
그림 13-3 (a)는 2개의 입력을 갖는 AND 게이트를 나타내었다. 2개의 입력을 갖는 진리표는 그림 13-3 (b)와 같다. "0"이 0V를 나타내고 "1"은 +5V를 나타냄으로 AND 게이트 함수를 구현할 수 있다. 여기서 두 개의 입력중 하나라도 저(Low)레벨이면 이에 대응하는 다이오드가 도통되어 출력은 저(Low)레벨이 된다. 입력이 모두 고(High)레벨일 때만 두 개의 다이오드가 개방회로처럼 동작하여 전원전압과 같은 전압이 출력에 나타나게 된다.
다이오드의 전압강하 때문에 저(Low)레벨 상태에서의 출력전압은 0V가 아니고 약 0.7V가 된다. 이러한 레벨 하락은 OR 게이트와 비슷하며, 레벨 복원 회로를 이용하여 해결할 수 있다.
실험 과정
1. M-13의 회로-1을 그림 13-14와 같이 AND 게이트 회로를 구성한다.
2. 회로의 스위치를 열면 GND에 연결되며, LOW 레벨을 의미하고 12V에 연결하면 High 레벨을 의미한다. 표 13-1에 따라 스위치를 조정하면서 출력 값을 기록한다. LED-1에 불이 들어오면 1, 들어오지 않으면 0으로 기록한다.
3. M-13의 회로-1을 그림 13-5와 같이 OR 게이트 회로를 구성한다.
4. 표 13-1에 따라 스위치를 조정하면서 출력 값을 기록한다. LED-2에 불이 들어오면 1, 들어오지 않으면 0으로 기록한다.
tab1실험 13-1.1 다이오드 논리(Diode Logic)회로 실험 (M13의 Circuit-1에서 그림 13-4, 5와 같이 회로를 구성한다.)
다이오드 AND 회로
1.결선방법
1.전원 결선은 내부적으로 결선되어 있다.
2.계측기 결선
입력 전압 측정
전면 패널의 Signal Input에서 CH A A+ 단자와 1a 단자 간을 적색선으로 연결하고, A- 단자와 1f 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
CH B B+ 단자와 1b 단자 간을 적색선으로 연결하고, B- 단자와 1f 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
출력 전압 측정
전면 패널의 Multimeter에서 High 단자와 Circuit-1의 1e 단자 간을 적색선으로, Low 단자와 1f 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
2.결선도
flash
3.측정 방법
- 1M13의 Circuit-1에서 그림 13-3과 같이 회로를 구성 한다.
스위치 S1과 스위치 S2를 이용하여 표 13-1과 같이 “H”, “L”로 조작하면서, 다이오드 D1, D2 입력에 걸리는 전압을 측정하고, 출력은 LED 1(적색)이 점등하면 “1”, 소등하면 “0”으로 기록하고 각각의 전압을 측정 기록한다.(SW를 “L”에 위치하면 GND에 연결되며 이는 0 전위이며, “H”에 위치하면 +15V 전위를 회로에 연결하게 된다)
- 2입력전압 측정 : Touch LCD 패널에서 analog input 을 선택하고 Volt & Ampere Meter 탭을 선택한 다음 CH A, B를 각각 , , 를 클릭하고 지시된 출력전압을 표 13-1 해당란에 기록한다. (CH A = S1, CH 2 = S2)
- 3출력전압 측정 : Touch LCD 패널에서 dmm 출력전압 측정 : Touch LCD 패널에서 를 클릭한 후 지시된 출력 전압을 표 13-1 해당란에 기록한다.
다이오드 OR 회로
1.결선방법
1.전원 결선은 내부적으로 결선되어 있다.
2.계측기 결선
입력 전압 측정
전면 패널의 Signal Input에서 CH A A+ 단자와 1c 단자 간을 적색선으로 연결하고, A- 단자와 1f 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
CH B B+ 단자와 1d 단자 간을 적색선으로 연결하고, B- 단자와 1f 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
출력 전압 측정
전면 패널의 Multimeter에서 High 단자와 Circuit-1의 1g 단자 간을 적색선으로, Low 단자와 1f 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
2.결선도
flash
3.측정 방법
- 1M13의 Circuit-1에서 그림 13-4와 같이 회로를 구성 한다.
스위치 S3과 스위치 S4를 이용하여 표 13-1과 같이 “H”, “L”로 조작하면서, 다이오드 D3, D4 입력에 걸리는 전압을 측정하고, 출력은 LED 1(적색)이 점등하면 “1”, 소등하면 “0”으로 기록하고 각각의 전압을 측정 기록한다.
- 2입력전압 측정 출력전압 측정은 [다이오드 AND 회로]>3. 측정방법>2), 3)과 같이 수행하여 표 13-1에 기록한다. (CH A = S3, CH 2 = S4)
