41986

ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ (ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ)

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мультивібратор автоколивальний генератор прямокутних імпульсів. Тривалість імпульсів Порядок проведения экспериментов Результаты всех измерений и осциллограммы занести в соответствующий раздел Результаты экспериментов. б Вимірити амплітуду длительность і період следования імпульсів.

Украинкский

2013-10-26

215 KB

4 чел.

Лабораторна робота № 13

ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ (ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ)

Цель работы: вивчення принципів роботи автоколивальних мультивібраторів на біполярних транзисторах і ОП

Краткие теоретические сведения

Генераторами електричних сигналів називаються пристрої, що перетворюють електричну енергію джерела постійного стоку в енергію незатухаючих електричних коливань c необхідними параметрами.

Розрізняють генератори синусоїдальних (гармонійних коливань) і імпульсних сигналів. За принципом роботи генератори розділяють на генератори самозбудження (автогенератори) і генератори з зовнішнім збудженням (чекаючі генератори).

Для одержання незатухаючих електричних коливань необхідне виконання двох умов: балансу фаз і балансу амплітуд.

Умову балансу фаз:

 ,                                   (13.1)

де  і  - відповідно зрушення фаз, внесені підсилювальним елементом і ланцюгом ЗЗ.

   Умова балансу амплітуд:        βЗЗКU ≥1,               (13.2)  

де βЗЗ- коефіцієнт передачі ЗЗ; КU - коефіцієнт підсилення по напрузі підсилювального елемента.

   Мультивібратор-автоколивальний генератор прямокутних імпульсів. Це пристрої, здатні по черзі знаходиться в двох тимчасово стійких (квазистійких) станах, у кожне з який вони переходять автоматично за рахунок перехідних процесів, що протікають у схемі.

Мультивібратор на бiполярних транзисторах (БТ)

Схема симетричного автоколивального мультивібратора з колекторно-базовими зв'язками показана на рис. 13.1,а.

t = 0. Подаем + UП.  IK1=IK2. Если в силу каких-то причин ток IK1 увеличивается, то напряжение на коллекторе UK1 уменьшается и отрицательный перепад напряжения (через С1) передается на базу  VT2. Ток IK2 падает, UK2 растет и положительный перепад напряжения (через С2) передается на базу VT1 - в итоге лавинообразно открывается VT1 и закрывается VT2.

Далее (см. рис. 13.1)

  •  С1 перезаряжается по цепи +UПR1C1VT1 –  корпус,
  •  С2 заряжается по цепи +UПRК2C2VT1 –корпус.     

t=t0. Как только напряжение на   С1  достигнет напряжения открывания VT2, последний откроется и пойдет процесс опрокидывания схемы, когда VT1 закроется, а VT2 полностью откроется.

Далее

-   С1  заряжается по цепи +UПRК1            C1VT2 –корпус.          

  •  С2 перезаряжается по цепи +UП R2C2VT2 –  корпус.

t=t1.   Процесс затем повторяется.

Рис. 13.1. Мультивібратор на БТ і часові діаграми роботи

Тривалість імпульсу визначається часом перебування відповідного транзистора в замкненому стані:

 

Період коливань для симетричного мультивібратора

 

Длительность фронта импульса   .

Если не обеспечивается требуемое время  tФ , то вводят корректирующие диоды (рис. 13.2).

Заряд    по цепи   +ERЗ2 – С2VT1 – корпус, т.к. VD2 закрыт.

Разряд (перезаряд) по цепи +ER1C1 VD1 – VT1 – корпус, т.к. VD1 открыт.

Длительность фронта  tФ  будет уже определяться  сопротивлением RK ЭКВ= RK1||RЗ1 т.е. ток  резко возрастает (если  RK1=RЗ1 , то RK ЭКВ=0.5 RK1).

Рис.13.2. Схема мультивибратора с корректирующими диодами

Мультивібратор на ОП. Принципова схема і часові діаграми роботи автоколивального мультивібратора на ОП показани на рис.13.3. У схемі реалізований позитивний ЗЗ з коефіцієнтом передачі  й НЗЗ – RC ланцюгом. При включенні харчування диференціальна напруга зсуву за рахунок дії ПЗЗ стрибком переводить ОП у режим обмеження вхідного сигналу (Uвих=|Uнас|).

Рис.13.3.Мультивібратор на ОП і часові діаграми роботи

Нехай у момент t0 ОП знаходиться в стані , конденсатор Із прагнути зарядиться до цієї напруги. Однак у момент часу t1 напруга на вході, що інвертує, (Uc) перевищить напругу, що у цей час прикладено до входу, що неінвертує,, і ОП перейде в стан. Конденсатор прагне перезарядиться до напруги , але в момент часу t2 ОП знову перекинеться в стан , і процес повторюється спочатку. Тривалість імпульсів

Порядок проведения экспериментов

Результаты всех измерений и осциллограммы занести в соответствующий раздел «Результаты экспериментов».

Эксперимент 1. Дослідження мультивібратора на БТ

а) Собрать схему, изображенную на рис.13.4. Уключити схему і замалювати осциллограммы напруг у вузлах 1, 2, 3, 4.

б) Вимірити амплітуду, длительность і період следования імпульсів. Рассчитать шпаруватість імпульсів.

в) Паралельно конденсаторам С1 і С2 приєднати за допомогою перемикачів SA2 і SA3 конденсатори С3 і С4. Включити схему, і змалювати епюри напруги у вузлах 1,2,3,4.

г) Вимірити амплітуду, длительность і період следования імпульсів. Рассчитать шпаруватість імпульсів.

д) Замкнути перемикачі SA1.1 і SA1.2 і замалювати осциллограммы напруг у вузлах 2 і 3 при різних положеннях перемикачів SA2 і SA3.

Рис. 13.4. Схема исследования мультивібратора на транзисторах

Эксперимент 2.Дослідження мультивібратора на ОП.

а)Собрать схему, изображенную на рис.13.5. Установить Ео1=15В.

б) Уключити схему і замалювати епюри напруг у вузлах 1,2,3.

в) Вимірити період проходження и длительность імпульсів, та рассчитать шпаруватість.

г) Переключить (Space) переключатель SA1 і замалювати епюри в вузлах 1,2,3.

д) Вимірити період проходження и длительность імпульсів, та рассчитать шпаруватість.

е) Зробити висновки про вплив значення номіналів резисторів у ланцюзі зворотного зв'язку на тривалість і скважність імпульсів, що генеруються мультивібратором на ОП.

Рис. 13.5.Схема исследования мультивібратора на ОП

Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Дослідження мультивібратора на БТ

а) Осциллограммы напруг у вузлах 1, 2, 3, 4.

б) Амплітуда імпульсів  Um=              B

Длительность імпульсів  tи=                 c

Період следования імпульсів T=           c

Шпаруватість імпульсів   Q=

в) Епюри напруг у вузлах 1,2,3,4.

г) Амплітуда імпульсів  Um=              B

Длительность імпульсів  tи=                 c

Період следования імпульсів T=           c

Шпаруватість імпульсів   Q=

д) Осциллограммы напруг у вузлах 2 і 3 при різних положеннях перемикачів SA2 і SA3.

Эксперимент 2. Дослідження мультивібратора на ОП.

 а) Ео=Е1=15В.

б) Осциллограммы напряжений в точах 1,2,3 схемы.

в) Період проходження імпульсів  Т=________

Длительность імпульсів τ=_____________

Шпаруватість  Q=____________________

г) Осциллограммы напряжений в точах 1,2,3 схемы.

д) Період проходження імпульсів  Т=________

Длительность імпульсів τ=_____________

Шпаруватість  Q=____________________

е) Выводы по результатам исследования мультивибратора.

Контрольные вопросы и задания

1.Условия возникновения колебаний.

2.Назначение частотной коррекции в ОУ.

3.Назначение конденсаторов в схеме мультивибратора на БТ.

4.Как уменьшить длительность фронта импульса в мультивибраторе на БТ?

5.Назначение диодов в схеме мультивибратора на ОУ.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26057. Демультиплексоры и дешифраторы 14.69 KB
  Схемы сравнения Цифровые компараторы являются универсальными элементами сравнения которые помимо констатации равенства двух чисел могут установить какое из них больше. Простейшая задача состоит в сравнении двух одноразрядных чисел. Для сравнения многоразрядных чисел используется следующий алгоритм. Устройство обладает свойством наращиваемости разрядности сравниваемых чисел.
26058. Схемы интегральных счётчиков 15.75 KB
  Микросхема К155ИЕ2 имеет кроме того входы установки в состояние 9 при котором первый и последний разряды устанавливаются в 1 а остальные в 0 то есть 10012=9. Десятый импульс переводит триггеры МС в состояние при котором на выходах 4 и 6 МС формируются лог. Адресные дешифраторы строк ДШx и столбцов ДШy формируют сигналы выборки на соответствующих АШ которые определяют строку и столбец накопителя в котором расположен выбираемый ЭП. Если при этом сигнал на входе то СУ формирует управляющий сигнал при котором ФЗС обеспечивает...
26059. Динамическая память 17.76 KB
  В зависимости от типа ПЗУ занесение в него информации производится или в процессе изготовления или в эксплуатационных условиях путем настройки предваряющей использование ПЗУ в вычислительном процессе. В последнем случае ПЗУ называются постоянными запоминающими устройствами с изменяемым в процессе эксплуатации содержимым или программируемыми постоянными запоминающими устройствами ППЗУ. Функционирование ПЗУ можно рассматривать как выполнение однозначного преобразования kразрядного кода адреса ячейки запоминающего массива ЗМ в nразрядный...
26060. Логические элементы 14.44 KB
  МОВ логических элементах на МОПтранзисторах используется два типа транзисторов: управляющие и нагрузочные. Логические элементы на МОПтранзисторах Существенным преимуществом логических элементов на МОПтранзисторах перед логическими элементами на биполярных транзисторах является малая мощность потребляемая входной цепью. Кроме того выходное сопротивление у открытого МОПтранзистора больше чем у биполярного что увеличивает время заряда конденсаторов нагрузки и ограничивает нагрузочную способность ЛЭ. Микросхемы КМОПструктуры...
26061. Асинхронные и синхронные триггеры. Способы управления триггеров 14.12 KB
  С Особенностью синхронного триггера является то что ввиду наличия в схеме управления инвертирующих элементов происходит изменение исполнительного значения управляющих сигналов по сравнению с асинхронными. Применение синхронизации не устраняет неопределённое состояние триггера возникающее при одновременной подаче единичных сигналов на все три входа. Поэтому условием нормального функционирования является следующее неравенство: SRC ≠ 1 Кроме трёх основных входов синхронные RSтриггеры снабжаются ещё входами асинхронной установки состояния...
26062. Катаболизм и анаболизм. Биологическое значение основных метаболических путей (гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, расщепление и синтез жирных кислот) 15.72 KB
  При катаболизме происходит расщепление и окисление в результате чего извлекается энергия из расщепившихся макромолекул. На первом этапе идут 2 необратимых реакции в результате чего тратится 2 мол АТФ. В результате этого этапа образуется 2 мол НАДНН и 4 мол АТФ. Конечным продуктом является 2 мол ПВК.
26063. Липиды 14.89 KB
  Липидынизкомолекулярные оргие соедия полностью или почти полностью нерастворимые в воде. Биологические фии липидов: 1 Структурная липиды в виде комплекса с белками являются стрми элементами мембран клеток. Классификация липидов: 1Простые липиды ацилглицеролы воска. 2Сложные липиды фосфолипиды гликолипиды стероиды.
26064. Макромолекулы как основа организации биологических структур 23.39 KB
  Первичная структура – линейная. Вторичная структура. Структура полипептидной цепи спирализована неполностью. Такие параллельно расположенные участки структура конфигурация представляет собой складчатую структуру которая включает параллельные цепи связанные водородной связью.
26065. Нуклеиновые кислоты, основные типы, физ-хим 14.65 KB
  Сущт несколько форм ДНК Bформаправозакрученная длина полного витка 34 ангстрема ширина 20 А полный виток спирали10 пар нуклеотидов. Аформа: 11 пар оснований в витке угол наклона 20 Сформа9. Третичная формаукладка в прве. Исходная кольцевая форма у бактерий хлоропластов митох.