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

34724. Мера веса и объема в удельных княжествах 12.94 KB
  Основными мерами веса являлись большая96 золотников и малая48 золотников гривенка. В новгородских летописях появляется новая единица весапочка служившая при взвешивании благородных металлов и драгоценных камней. Продолжают употребляться крупные единицы весаберковец равный 10 пудам; пуд; а так же новая мера капь=4 пудам= 65.
34725. Изменение единиц площади, длины и расстояния в удельных княжествах 15.91 KB
  Сохраняется старое деление крупных единиц на мелкие: локоть или стопа = 2 пядям или ногам; сажень = 4 локтям = 8 пядям.и сажень в 174 см. Малой пяди в 19 см соответствовал локоть в 38 см й сажень в 152 см. Помимо указанных размеров саженей локтей и пядей в употреблении была и сажень в 216 см образовавшаяся на основании пяди с кувырком в 27 см1.
34726. Дифференциация денежной системы Руси периода феодальной раздробленности 18.37 KB
  Таким образом гривна из счетной денежной единицы гривны кун превратилась в гривну серебра. По источникам можно проследить что стоимость гривны серебра была в четыре раза больше стоимости гривны кун. Вес этой гривны 195 2045 г. Основные единицы гривны сеЬёрорусской и южнорусской денежных систем существовали в виде слитков.
34727. Метрологическая деятельность Московского государства по унификации системы измерений 16.43 KB
  Если в период феодальной раздробленности можо было наблюдать различие в местных мерах то в Русском централизованном государстве правительство стремится создать единые общегосударственные меры обязательные к употреблению по всей стране. Это мероприятие диктовалось централизаторской политикой правительства. Необходимость введения единых мер и веса диктовалась и экономическими соображениями.
34728. Меры длины и расстояния централизованного государства 15.5 KB
  начинает употребляться новая единица длины аршин. Аршин мера восточного происхождения но точного прототипа аршина среди восточных мер нет. Распространение аршина проходит от центра к окраинам. господствовал аршин.
34729. Меры поверхности в централизованном государстве. Сошное письмо 19.08 KB
  Официальный размер казенной десятины определился и 2400 кнадратпых сажен 80 сажеп длины и 30 сажан ширины. Наряду с казенной десятиной на частновладельческих землях встречалась десятина и большей площади 80 сажен длины и 40 ширины т. 3200 квадратных сажен. Попадалась десятина и в 2500 квадратных сажен по 50 сажен в длину и ширину.
34730. Меры веса и объема централизованного государства 16.98 KB
  В XVI XVII вв. Вместе с тем Торговая книга называет и другие весовые единицы ансыръ или фунт: В документах XVI XVII вв. В течение XVII в. Новой мерой по сравнению с предыдущим периодом является четверик появившийся в начале XVII в.
34731. Единицы длины, расстояния и площади в Российской империи 17.9 KB
  Образованной для разработки мероприятий по уточнению мер и организации поверочного дела а также обмеры подлинной линейки начала XVIII в. которой пользовался Петр I свидетельствуют что меры длины в первой половине XVIII в. омимо аршина и сажени в XVIII XIX вв. В XVIII в.
34732. Единицы веса и объема в Российской империи 18.05 KB
  Рассмотрим систему русских мер веса в XVIII в. встречаются следующие меры веса: берковец пуд фунт золотник грен крата и доля. На основе этой системы единиц измерения веса складываются наиболее употребительные наборы гирь.