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

2048. Утримання та прибирання прилеглої території 16.56 KB
  Для здійснення контролю санітарно-екологічного стану навколишньої території за конкретним підприємством готельного господарства закріплюється певна площа.
2049. Основні прибиральні роботи в зимовий період 16.34 KB
  Щоденно прибирають бруд, сніг з доріжок, бордюрів, тротуарів і під'їзних автошляхів. Садівники прочищають доріжки у парках. У цей період необхідно періодично перевіряти стан багатолітніх насаджень.
2050. Основні прибиральні роботи навесні 16.41 KB
  Навесні прибирають сміття, що залишилось після остаточного танення снігу, проводять дрібний ремонт шляхів, тротуарів і доріжок. Особливої уваги потребують каналізаційні колодязі та місця з талою водою під час розтавання снігу.
2051. Основні прибиральні роботи в літній період 16.41 KB
  На початку літа клумби очищають від відцвілих рослин та прикрашають літніми сортами. Декоративні кущі періодично розчищають, підтримуючи задану форму.
2052. Основні прибиральні роботи в осінній період 16.45 KB
  Восени, крім щоденних прибиральних робіт, проводять підготовку до зимового періоду, прибирають осіннє листя, перекопують клумби, вдобрюють ґрунт.
2053. Прибиральні роботи 23.14 KB
  Висококваліфікований професійно підготовлений персонал, повноцінний інвентар, сучасні прибиральні матеріали, сучасні види прибиральних машин і механізмів. Важливим є правильний розподіл часу, що витрачається на прибиральні роботи.
2054. Поведінка обслуговуючого персоналу в підприємствах готельного типу 21.77 KB
  Для здійснення прибиральних робіт у приміщеннях житлових груп на підприємствах функціонують служби експлуатації номерного фонду. Найважливішою функцією цього підрозділу є підтримка необхідного рівня комфорту і санітарно-гігієнічного стану готельних номерів, а також приміщень загального користування
2055. Основы виброзащиты машин 316.5 KB
  Виброзащита - это совокупность методов и средств, уменьшающих вредное влияние вибраций. Создание виброзащитных устройств, позволяющих эффективно решать поставленные перед ними задачи при ограниченных массовых и геометрических характеристиках
2056. Изготовление колонн с помощью сварочных работ на заводе 597.86 KB
  Выбор и обоснование металла сварной конструкции. Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных соединений. Расчет сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям колонны. Энергосберегающие мероприятия при проектировании колонны.