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

78993. Эстетические аспекты научной деятельности, их функция и роль в формировании идеала науки. Наука и искусство в их соотношении 19.76 KB
  Наука и искусство в их соотношении. В современной философской литературе понятия эстетики отнесены главным образом к искусству эстетическое содержание научного творчества и других видов человеческой деятельности не связанных с искусством практически не рассматривается. В 1931 голу была опубликована книга моего отца драматурга и искусствоведа В. Наука сближается с искусством то есть с эстетикой и высшее эстетическое значение имеет простая и ясная картина мира.
78994. Космологический дискурс научного знания. Наука как часть ноосферы. Проблемы современной экологической этики 23.12 KB
  Понятие экологической этики Подъем этики окружающей среды был в первый День Земли в 1970 году когда сторонники защиты окружающей среды вынудили философов которые работали в области окружающей среды сгруппироваться чтобы сделать некоторые замечания об этике окружающей среды. Дискуссия началась в 1974 когда австралиец именуемый John Pssmore опубликовал книгу пол названием Ответственность человека за природу: экологические проблемы и западные традиции в которой он аргументировал точку зрения что сохранение окружающей среды и ее...
78995. Наука в контексте традиционалистского и техногенного цивилизационного развития. Футурологические аспекты научного знания 16.91 KB
  Понятие цивилизации впервые возникло в 18 веке во Франции для обозначения общества в котором господствует свобода равенство и братство. Традиционные цивилизации. Техногенные цивилизации. Особенности техногенной цивилизации: Ориентация на совершенствование техники производства.
78996. Научное знание в контексте глобальных проблем. Особенности развития науки в глобализующемся мире. Роль науки в преодолении современного кризиса 14.1 KB
  К глобальным проблемам современности относят экологические демографические проблемы войны и мира проблемы кризиса культуры проблемы терроризма. Это включает в себя медикобиологические проблемы указывающие риски для здоровья современного человека сокращение ареалов нищеты и бедности комплекс минеральносырьевых проблем проблемы энергетического кризиса проблемы прекращения гонки вооружения и предотвращения использования средств массового уничтожения. Глобальные экологические проблемы требуют от ученых и предпринимателей повышения...
78997. Философские проблемы науки, их сущность, специфика и типология. Историко-философские, онтологические, логико-методологические, аксиологические аспекты науки в их соотношении 18.15 KB
  Философские проблемы науки их сущность специфика и типология. Историкофилософские онтологические логикометодологические аксиологические аспекты науки в их соотношении. Предметом философии науки являются общие закономерности и тенденции научного познания как особой деятельности по производству научных знаний взятых в их историческом развитии и рассматриваемых в исторически изменяющемся социокультурном контексте. Философия науки иногда отождествляется с ближними областями науковедения наукометрии социологии науки что неправомерно.
78998. Проблема генезиса научного знания и плюрализма историко-научных концепций. Интернализм и экстернализм в анализе факторов развития науки 15.95 KB
  Интернализм и экстернализм в анализе факторов развития науки. Средоточием научных знаний является философия и ее предмет неотделим от философии науки и от естественных наук вообще. В истории формирования и развития науки можно выделить две стадии которые соответствуют двум различным методам построения знаний и двум формам прогнозирования результатов деятельности. создавших принципиально новое по сравнению с античностью и средневековьем понимание мира и началась классическая наука ознаменовавшая генезис науки как таковой как целостного...
78999. Позитивистская традиция философии науки: эволюция основных подходов и концепций. Критический рационализм и перспективы его развития 17.51 KB
  Позитивистская традиция философии науки: эволюция основных подходов и концепций. и был ориентирован на развитие науки. Позитивисты видели роль философии в развитии науки исследования закономерностей языка науки. Позитивизм наиболее широко распространенное течение западной философии второй половины XIXXX веков утверждающее что источником подлинного положительного позитивного знания могут быть лишь отдельные конкретные эмпирические науки и их синтетические объединения а философия как особая наука не может претендовать на...
79000. Философские аспекты обоснования научного знания. Проблемы формализации и математизации научных теорий: история и современность 39.5 KB
  Научное знание выраженное в рамках соответствующей теории позволяет человеку: предвидеть наступление соответствующих событий совершаемых в природе или обществе и тем самым предсказать ход их дальнейшего развития и изменить эту объективную действительность посредством человеческой деятельности в соответствии с полученными научными знаниями и тем самым подчинить эту действительность...
79001. Типология научных проблем, их философско-методологический анализ. Генезис научной проблемы и пути её разрешения 15.5 KB
  Проблема форма теоретического знания содержанием которой является то что еще не познано человеком но что нужно познать. Проблема это процесс включающий 2 момента постановку и решение. Однако этим процедурам всегда предшествует вопрос или проблема. Для успешного решения научной проблемы Поппер формулирует 2 основных условия: Ясное четкое формулирование Критическое исследование различных ее решений Тем самым научная проблема выражается в наличии противоречивой ситуации которая требует разрешения.