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

28901. Культура Древнерусского государства 27.5 KB
  Достаточно продолжительное время на Руси сохранялось двоеверие что сыграло огромную роль в складывании культурного потенциала отражавшего в себе некую двойственность. Долгое время считалось что письмо на Руси появилось с принятием христианства. Но есть доказательства существования письменности задолго до этого: договоры Руси с Византией относящиеся к первой половине X века имели копии на славянском языке. Христианизация Руси просто дала толчок развитию письменности.
28902. Возвышение Москвы и завершение формирования Российского централизованного государства (XIV–XVI вв.) 29.5 KB
  Внешняя угроза ускоряла процесс объединения русских земель. Однако к середине XIV века складывается и другой центр объединения русских земель Великое ЛитовскоРусское княжество. На заключительном этапе объединения русских земель наиболее острой была борьба с Новгородской олигархической республикой. Этим в основном завершилось политическое объединение русских земель.
28903. Эпоха Ивана Грозного 28.5 KB
  Боярское правление привело к ослаблению центральной власти и вызвало большую волну недовольств и открытых выступлений. Страна нуждалась в реформах по укреплению государственности централизации власти. Во время царствования Ивана IV возник новый орган власти Земский собор который занимался решением важнейших государственных дел вопросами внешней политики финансами. Это достигалось вопервых усилием роли центральных органов приказов вовторых редким ограничением власти наместников.
28904. Новое время в мировой истории 24.5 KB
  Эти понятия в исторической науке прочно закрепились до настоящего времени. Среди других событий которые принимаются в качестве исходного рубежа Нового времени называют события связанные с Реформацией 1517 открытие испанцами в 1492 году Нового Света[1] падение Константинополя 1453 или даже начало Великой Французской революции 1789. Ещё сложнее обстоят дела с определением времени окончания данного периода. Отстававшая до этого времени по ряду показателей от стран Востока европейская цивилизация в XVI в.
28905. Общественно-политические процессы в СССР в 1945—1985 гг. 44 KB
  Центр власти перемещался в секретариат ЦК КПСС т. ЦК КПСС стал превращаться в коллективный орган. они предприняли попытку сместить Хрущева с поста Первого секретаря ЦК КПСС. В дальнейшем власть все более концентрировалась в руках Первого секретаря ЦК КПСС.
28906. Социально-экономическое положение страны (1945—1984 гг.) 43 KB
  Социальноэкономическое положение страны 1945 1984 гг. Жилой фонд страны вырос за годы семилетки 19591965 на 40. политическое развитие страны было противоречивым.
28907. Внешняя политика Советского Союза в 1945—1984 гг. 44.5 KB
  Победа в Великой Отечественной войне решающая роль во Второй мировой войне существенно укрепили авторитет СССР его влияние на международной арене. СССР стал одним из создателей Организации Объединенных Наций постоянным членом Совета Безопасности. Трумэн предложил образовать военнополитический союз западных стран создать на границах СССР сеть военных баз развернуть программу экономической помощи европейским странам пострадавшим от фашистской Германии доктрина Трумэна. Реакция СССР была вполне предсказуема.
28908. Цели и этапы перестройки 26.5 KB
  Горбачевым перестройка нашла живой отклик во всех слоях советского общества. Если говорить коротко то перестройка означала: создание эффективного механизма ускорения социально экономического развития общества; всестороннее развитие демократии укрепление дисциплины и порядка уважениек ценности и достоинству личности; отказ от командования и администрирования поощрение новаторства; решительный поворот к науке соединение научно технических достижений с экономикой и многое другое. К началу 1990х годов перестройка завершилась...
28909. Перестройка и распад СССР (1985–1991 гг.) 46.5 KB
  Перестройка и распад СССР 19851991 гг. В стране был введен пост президента первым президентом СССР стал Горбачев. В марте была отменена 6 статья Конституции СССР о руководящей роли КПСС. I Съезд народных депутатов СССР 1989 г.