a) Conhecer o significado de fan-out e fan-in; b) Analisar na prática a relação entre as variações dos níveis lógicos nas entradas e sua influência na saída; e) Entender o significado de tempo de propagação.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

MARGEM DE RUÍDO:

É o máximo desvio permissível aos níveis de entrada sem que haja mudança de estado lógico. É desejável que a margem de ruído seja a mesma para os níveis lógicos 0 e 1. Veja a figura abaixo:

onde: VNL = margem de ruído ou imunidade a ruído na entrada de um circuito lógico para nível lógico 0 (Voltage Noise Low).

VNH = margem de ruído ou imunidade a ruído na entrada de um circuito lógico para nível lógico 1 (Voltage Noise High).

VIL = tensão necessária na entrada do circuito para nível lógico 0 (Voltage Input Low).

VIH = tensão necessária na entrada do circuito para nível lógico 1 (Voltage Input High). VOL = tensão na saída do circuito para nível lógico 0 (Voltage Output Low).

VOH = tensão na saída do circuito para nível lógico 1 (Voltage Output High). A determinação de VNL e V (^) NH é simples:

V NH = VOH - V IH

V NL = VIL - V OL

Vejamos o exemplo abaixo:

Portanto, pode-se considerar para o exemplo em questão, que um ruído de até 400mV pode ser acrescido à saída da porta 1, sem alterar os níveis lógicos na entrada da porta 2.

V NH = 2,4 - 2,0 = 0,

VNL = 0,8 - 0,4 = 0,

FAN-OUT:

1

Cada circuito lógico tem uma capacidade limitada para alimentar outras circuitos lógicos, ou seja, mais precisamente alimentar portas lógicas ligadas a sua saída.

Essa capacidade significa que uma porta pode fornecer uma determinada corrente, sem que haja alteração dos níveis lógicos 0 e 1 e, recebe o nome de FAN-OUT ou Fator de Carga de Saída.

FAN-IN:

Por outro lado, os circuitos lógicos necessitam de uma determinada corrente em cada uma de suas entradas, para que possam interpretar corretamente os níveis lógicos 0 e 1. Essa característica é denominada FAN-IN ou Fator de Carga de Entrada.

Fan-out e fan-in portanto, referem-se a possibilidade de interligação de portas lógicas ou blocos lógicos entre si.

Esses valores, que também são denominados unidade de carga ou U.L. (Unit Load), determinam as correntes necessárias na entrada, para a ativação da porta lógica da família considerada. Para a família TTL que executa por exemplo, uma função NAND, temos: a) quando em nível lógico 0, por uma única entrada flui uma corrente de 1,6mA b) quando em nível lógico 1, por uma única entrada flui uma corrente de 40F 06 D A

Desta forma, podemos dizer que 1 UL para a família TTL, corresponde: a) 1,6mA para nível lógico 0 b) 40F 06 D A para nível lógico 1

Vejamos um exemplo de cálculo do FAN-OUT para uma porta básica TTL correspondente ao CI 7400 (Data-book da Texas Instruments)

Entrada: I (^) IL = 1,6mA (NL 0) I (^) IH = 40F 06 D A (NL 1) Saída: I (^) OL = 16mA (NL 0) I (^) OH = 400F 06 D A (NL 1)

Como o FAN-OUT refere-se à saída, os valores de corrente que interessam para cálculo são: IOL = 16mA e I (^) OH = 400F 06 D A.

NÍVEL LÓGICO “0”

2

Monte o circuito a seguir:

Procedimento: Ligue as entradas A, B, C e D nas chaves de programação do treinador lógico e as saídas “L1” (pino 8 do CI 7404) e “X” (pino 10 do CI 7404) em NL1 e NL respectivamente (níveis lógicos).

Complete a tabela abaixo:

Tabela 1 A B C D L1 X 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

OBS: a) na coluna L1 anote os valores medidos com um voltímetro, obtidos no pino do CI; (pino 8 do CI 7404) b) complete a coluna “X” com aceso/apagado.

Compare o circuito com a tabela preenchida e comprove se há coincidência entre os valores teóricos obtidos e os valores medidos.
Meça a corrente na entrada de cada uma das portas, anotando o valor na tabela 2, nas seguintes condições: A = 1; B = 0; C = 1 e D = 0
Para a mesma condição anterior, meça a corrente na saída de cada uma das portas, anotando o valor na tabela 2.

Tabela 2 1010 CI 7404 CI 7408 CI 7432 PINOS Entrada Saída Entrada Saída Entrada Saída

1 2 3 4 5 4

OBS:

a) se a porta não estiver sendo utilizada assinale as colunas correspondentes com um “X”; b) na frente da medição efetuada, marque (0) ou (1) se a porta que estiver sendo medida estiver em nível lógico 0 ou 1 respectivamente.

Calcule a potência desenvolvida em cada CI. Para isso, some as potências desenvolvidas em cada porta, tomando como base os valores anotados na tabela 2. Complete então a tabela 3.

Tabela 3 PINOS CI 7404 CI7408 CI 1 2 3 4 5 6 8 9

TOTAL

QUESTÕES:

O que significa margem de ruído?

Quais devem ser os valores de VIH e VIL na saída de uma porta lógica TTL padrão se na sua entrada for introduzido um ruído de 250mV, tanto para o nível lógico 1 como para o nível lógico 0?

Explique o significado de fan-in.

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