41988

ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ГАРМОНІЙНИХ КОЛИВАНЬ І ПИЛКОПОДІБНОЇ НАПРУГИ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

На рис.14.2 показано схема генератора синусоїдальних коливань на БТ з цепочкой R-параллель. Цепочка R-параллель являє собою коло R – C (три звена), обеспечивающая фазовый сдвиг 180о на рабочей частоте (цепь позитивного зворотного зв'язку). Резистори R1 и R2 создают необходимое смещение. Частота генерації примерно равна

Украинкский

2013-10-26

207.5 KB

6 чел.

Лабораторная работа № 14

ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ГАРМОНІЙНИХ КОЛИВАНЬ І ПИЛКОПОДІБНОЇ НАПРУГИ

Цель работы: Вивчення принципів роботи генераторів гармонійних коливань і пилкоподібної напруги на ОП

Краткие теоретические сведения

Генератор синусоїдальних коливань на ОП.

   На рис.14.1 показано схема генератора синусоїдальних коливань на ОП з мостом Віна. Міст Віна являє собою коло R1 -C1-R2-C2, що увімкнений в ланцюг позитивного зворотного зв'язку (ЗЗ) ОП. У ланцюг негативного ЗЗ включені резистори R3, R4. Частота генерації

.

   Автоколивання виникають за умови, що коефіцієнт підсилення підсилювача на ОП ku =1+R3/R4≥3 (умова балансу амплітуд), тобто R3/R4≥2. 

Рис. 14.1. Генератор сину-соїдальних коливань на ОП з мостом Віна

На рис.14.1 показано схема генератора синусоїдальних коливань на ОП з мостом Віна. Міст Віна являє собою коло R1 -C1-R2-C2, що увімкнений в ланцюг позитивного зворотного зв'язку (ЗЗ) ОП. У ланцюг негативного ЗЗ включені резистори R3, R4. Частота генерації

.

   Автоколивання виникають за умови, що коефіцієнт підсилення підсилювача на ОП ku =1+R3/R4≥3 (умова балансу амплітуд), тобто R3/R4≥2. 

Генератор синусоїдальних коливань на БТ.

На рис.14.2 показано схема генератора синусоїдальних коливань на БТ з цепочкой R-параллель. Цепочка  R-параллель являє собою коло R – C (три звена), обеспечивающая фазовый сдвиг 180о на рабочей частоте (цепь позитивного зворотного зв'язку). Резистори R1 и R2 создают необходимое смещение. Частота генерації примерно равна

.

   Рис. 14.2. Генератор синусоїдальних коливань на БТ с трехзвенной цепочкой R-параллель

Генератор пилкоподібної напруги (ГПН) на ОП.

Для одержання пилкоподібної напруги (напруги, що змінюється за лінійним законом) необхідно забезпечити в плині робочого ходу (інтервал t1 - t2  рис. 14.2) заряд конденсатора постійним струмом. Найпростішою схемою генератора пилкоподібної напруги на ОП є інтегратор. Інтегруючий конденсатор С включений у ланцюг негативного ЗЗ. При великій постійній інтегрування τ=RC >> τИ на інтервалі t1 - t2  напруга Uвих буде близько до напруги яка змінюється за лінійним законом.

                            

Рис. 14.2. Генератор пилкоподібної напруги

Генераторы падающего (нарастающего) пилообразного напряжения на ОУ

    Такие ГПН строят по принципу генераторов с ОС, интегрирующих постоянное напряжение источника питания, которое для них является входным. На рис.14.3 показана схема ГПН с интегрирующей RC-цепочкой, включенной в цепь ООС ОУ.

Рис.14.3.Генератор падающего пилообразного напряжения

При     UИНВ ≈ 0 , UНЕИНВ > UИНВ и  UВЫХ = Е . Конденсатор С заряжен до напряжения +Е.

При подаче положительного импульса на вход (рис.14.3) VD1 закрывается и UИНВ повышается до уровня, обеспечивающего переход ОУ в активный режим. UВЫХ скачком уменьшается на небольшую величину. Конденсатор С начинает разряжаться через R. UИНВ возрастает, а значит, UВЫХ падает, т.е. С перезаряжается до - Е. После окончания входного импульса     UИНВ ≈ 0,  UВЫХ → +Е  и  С перезаряжается через диод VD до +Е.

На рис.14.8 представлена схема генератора нарастающего пилообразного напряжения.

ГПН в автоколебательном режиме

Схема ГПН и диаграммы его работы в автоколебательном режиме приведена на рис.14.4. Схема состоит из компаратора на DA1 и интегратора на DA2, а также цепи обратной связи (R3 и R4).

Рис.14.4.Схема автоколебательного ГПН и временные диаграммы напряжений

Напряжение ОС в схеме

.

   Рассматриваем с момента t=0. Пусть UOC<0 и тогда UI=-EП, а UOC определяется сопротивлениями  R3 и R4. При этом UI подается на VD2 и емкость С заряжается (выходное напряжение возрастает). Когда  UOC=0, компаратор опрокидывается (UI=+EП),  открывается VD1, на выходе появляется отрицательное напряжение и конденсатор С перезаряжается до -ЕП. Далее процесс повторяется.

Порядок проведения экспериментов

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

Эксперимент 1. Дослідження генератора синусоїдальних коливань з мостом Віна

а) Соберите схему генератора, изображенную на рис.14.5.

б) Измерьте частоту генерации схемы (переключатель SA1 служит для запуска процесса генерации схемы).

в) Рассчитайте частоту генерации схемы.

г) Получите частоту генерации схемы 10 кГц, подобрав значения R и С моста Вина. Найдите по формуле значения емкости и сопротивления моста Вина для частоты 10кГц. Сравните расчетные значения величин емкости и сопротивления с полученным в схеме путем подбора. Найдите погрешность определения  R и  C (в %).

Рис.14.5.Схема исследования генератора синусоїдальних коливань з мостом Віна

Эксперимент 2.  Дослідження генератора пилкоподібної напруги на интеграторе

а) Соберите схему, изображенную на рис.14.6.

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

в) Вимірити період проходження імпульсів.

Рис. 14.6. Генератор пилкоподібної напруги на ОП

Эксперимент 3.  Дослідження генератора падающей пилкоподібної напруги

а) Соберите схему, изображенную на рис.14.7.

б) Уключити схему і замалювати епюри напруг у вузлах 1, 2, 3, 4.

в) Вимірити період проходження імпульсів.

Рис.14.7.Генератор  падающего пилообразного напряжения

Эксперимент 4. Дослідження генератора нарастающего пилкоподібної напруги

а) Соберите схему, изображенную на рис.14.8.

б) Уключити схему і замалювати епюри напруг у вузлах 1, 2, 3 і 4.

в) Вимірити період проходження імпульсів.

Рис.14.8.Генератор нарастающего пилообразного напряжения

Рис.14.9. Автоколебательный генератор пилообразного напряжения

Эксперимент 5.  Дослідження автоколебательного генератора пилкоподібної напруги

а) Соберите схему, изображенную на рис.14.9.

б) Уключити схему і замалювати епюри напруг у вузлах 1, 2, 3 і 4.

в) Вимірити період проходження імпульсів.

    Измените значения сопротивлений, положив R2=90 кОм, R3=8 кОм.

г) Уключити схему і замалювати епюри напруг у вузлах 1, 2, 3 і 4.

д) Вимірити період проходження імпульсів.

Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Дослідження генератора синусоїдальних коливань з мостом Віна

а) Схема экспериментальных исследований.

б) Частота генерации схемы   f=

в) Расчетная частота генерации схемы   fРАСЧ =

г) Для частоты генерации 10кГц

Подобранные значения   R=                          C=

Расчитанные значения     R Р=                        CР =

Погрешность определения  R и  C (в %)

γR=                                        γC=                               

Эксперимент 2. Дослідження генератора  пилкоподібної напруги на интеграторе

а) Схема экспериментальных исследований.

б) Осциллограммы напряжений в точках 1, 2, 3 (рис.14.6).

в) Період проходження імпульсів.

Эксперимент 3. Дослідження генератора  падающего пилкоподібної напруги

а) Схема экспериментальных исследований.

б) Осциллограммы напряжений в точках 1, 2, 3, 4 (рис.14.7).

в) Період проходження імпульсів.

Эксперимент 4. Дослідження генератора нарастающего пилкоподібної напруги

а) Схема экспериментальных исследований.

б) Осциллограммы напряжений в точках 1, 2, 3, 4 (рис.14.8).

в) Період проходження імпульсів.

Эксперимент 5. Дослідження автоколебательного генератора  пилкоподібної напруги

а) Схема экспериментальных исследований.

б) Осциллограммы напряжений в точках 1, 2, 3, 4 (рис.14.9).

в) Період проходження імпульсів.

    Значения сопротивлений R2=90 кОм, R3=8 кОм.

г) Епюри напруг у вузлах 1, 2, 3 і 4.

д) Період проходження імпульсів.

    Зробити висновки про вплив значення номіналів резисторів на форму імпульсів, що генеруються ГПН на ОП.

Контрольные вопросы и задания.

1.Приведите АЧХ и ФЧХ моста Вина.

2.Почему в генераторе с мостом Вина КU=3?

3.Почему в генераторе с мостом Вина (рис.14.1) выполняется условие баланса фаз?

4.Где применяются генераторы пилообразного напряжения?

5.Поясните принцип действия автоколебательного генератора пилообразного напряжения.

6.Поясните назначение диода в генераторе  падающего пилообразного напряжения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85305. Образы древней мифологии 40.97 KB
  Греки довольно рано перешли к антропоморфизму создав своих богов по образу и подобию людей при этом наделив их непременными и непреходящими качествами красотой умением принимать любой образ и самое главное бессмертием. Человеческая жизнь неизбежно кончалась смертью боги же были бессмертны и не знали границ в выполнении своих желаний но все равно выше богов была судьба Мойры предопределение изменить которое не мог никто из них. Таким образом греки даже в участи бессмертных богов усматривали их сходство с судьбами...
85306. Основные мифологические циклы: классификация 36.49 KB
  К древнейшим и самым примитивным мифов принадлежали мифы о животных (или зооморфные) и зооантропоморфных мифы. Элементарные из них представляют собой наивное объяснение отдельных признаков животных. Глубоко архаические мифы - о происхождении животных от людей или мифологические представления о том, что люди были когда-то животными.
85307. Системы исходных понятий народной художественной культуры 37.16 KB
  Основными понятиями являются – культура ценности традиция этническая культура. Ценности – первым кто ввел это понятие в научный оборот был польский психолог В. Для большинства исследователей понятие ценности сродни понятию установка. Клакхон – ценностиэто осознанное или неосознанное характерное для индивида или группы индивидов представления о желаемом которое определяет выбор целей с учетом возможных последствий.
85308. Календарные праздники и обряды: структура, функции, художественные элементы 35.95 KB
  Основные зимние праздники приходились на январь. Дети девушки и парни под Рождество ходили по домам колядовать Колядовали и в Новый год. Молодежь наряжалась стариками и старухами цыганами гусарами; мазали лица сажей надевали вывороченные наизнанку шубы и ходили по деревне подшучивая над всеми разыгрывая сценки веселясь. Ходили друг к другу в гости обильно угощались блинами оладьями пирогами была и выпивка.
85309. Календарные праздники и обряды на Руси; их связь с зимним и летним солнцеворотами; весенним и осенним равноденствием; с циклами сельскохозяйственных работ; с языческими и христианскими основами веры 35 KB
  Важнейшие на Руси языческие обряды и праздники были слиты с земледельческим трудом с жизнью природы а значит с мифологическими олицетворениями природных сил. Первыми еще в глубокой древности возникли праздники связанные с земледельческим календарем предков восточных славян. Начинаясь в декабре когда солнце поворачивается на лето предвещая скорое пробуждение кормилицы материземли от зимнего сна и заканчиваясь осенью с завершением уборки урожая праздники составляли целостный календарный цикл.
85310. Система церковных праздников 35.79 KB
  Среди двунадесятых праздников три подвижных: Вход Господень в Иерусалим за неделю до Пасхи Вербное воскресенье Вознесение Господне Вознесение в 40й день по Пасхе и день Святой Троицы Пятидесятница Троица в 50й день по Пасхе. Неподвижные великие праздники: Крещение Господне Богоявление Водокрещи Иордань 619 января; Сретение Господне Сретение 215 февраля; Благовещение Пресвятой Богородицы Благовещенье 25 марта 7 апреля; Преображение Господне второй Спас Спас на горе средний Спас Спас яблочный 619...
85311. Классификация традиционных календарных праздников и обрядов русского народа 37.14 KB
  Расписное яйцо было столь важным атрибутом обрядов что длительное время примерно с Х века держался обычай пользоваться специально изготовленными керамическими разукрашенными яйцами писанками. Для землепашца это время критическое все что мог он на полях сделал брошенное зерно дало всходы теперь все зависело от природы а значит от прихоти управляющих природными стихиями существ. И ожидали в это время от русалок не только шалостей и козней но и орошения полей живительной влагой способствующей колошению хлебов. Во время праздника...
85312. Функции фольклора 29.24 KB
  Функции фольклора в целом и отдельных его жанров не могли не изменяться в зависимости от общих изменений структуры всей духовной культуры от типа соотношения фольклорных и условно говоря ldquo;нефольклорныхrdquo; форм и видов духовной культуры. Важнейшие общественные функции фольклора функции народной истории народной философии народной социологии.
85313. Методология и методы изучения народной художественной культуры 33.46 KB
  Виды научных исследований в области НХТ. Теоретические исследования НХК выявление сущности принципов функций закономерностей развития НХТ и т. Фольклористические исследования фиксирующие образцы НХТ выявляющие особенности жанров сказки песни театральные тексты и т. Понятие модели в педагогике возможности педагогического моделирования в разработке направлений развития объединений и организаций занимающихся НХТ.