О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФЭА / АИТ / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИКИ» НА ТЕМУ: «Исследование мультивибратора на операционном усилителе в ждущем режиме»

(автор - student, добавлено - 29-09-2017, 16:50)

 

 

 

Скачать:  laba-1.zip [130,37 Kb] (cкачиваний: 13)

 

КАФЕДРА АИТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«Исследование мультивибратора на операционном усилителе в ждущем режиме»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие сведения

Мультивибраторы на транзисторах представляют собой двухкаскадные апериодические усилители, выход которых замкнут на вход. В зависимости от типа усилителей различают мультивибраторы внешне симметричные и несимметричные.

Мультивибраторы могут работать в одном из трех режимов:

1. Режим автоколебания.

Мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия, во время которых происходят медленные изменения токов и напряжений. За счет лавинообразного изменения токов и напряжений он скачком переходит из одного состояния в другое, т.е. является автогенератором.

2. Ждущий режим.

Используется для формирования импульсов заданной длительности и формы. Мультивибраторы в ждущем режиме имеют и другие названия: одновибратор, однотактный релаксатор, кипп-реле.

3. Режим синхронизации

.На мультивибратор подается внешнее синхронизирующее напряжение (синусоидальное или импульсное). В результате этого частота повторения импульсов на входе мультивибратора становится кратной частоте синхронизирующего напряжения.

Мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме, представляет собой генератор периодической последовательности импульсов формы, близкой к прямоугольной (релаксационный генератор). Периодическая последовательность импульсов характеризуется длительностью импульса tи, периодом повторения T=1/F, где F-частота генерации, и скважностью Q.

Скважностью Q называют отношение периода повторения T к длительности импульса tи, т.е.

,

где tп - длительность паузы между импульсами.

В мультивибраторах длительность импульса и паузы имеют одинаковый порядок и скважность импульсов невелика (не более 10).

Мультивибраторы выпускают в виде монолитных интегральных микросхем, выполняют на операционных усилителях (ОУ), цифровых интегральных схемах, а также на дискретных компонентах; в последнем случае их активными элементами обычно являются транзисторы.


Задание. Исследование мультивибратора на ОУ в ждущем режиме.

Цель работы

Изучение принципа работы мультивибратора на ОУ в ждущем режиме; построение временных диаграмм работы импульсных устройств, выбор и расчет элементов схемы.

Краткие сведения из теории

 


Нарис. 1, а изображена схема ждущего мультивибратора, отличающаяся от автоколебательной схемы наличием диодаVD, а также цепи запуска. За счет него отрицательное напряжение на конденсаторе С(uс) может иметь только небольшое отрицательное значение (напряжение на отпертом диоде uДотп0,7 В). Поэтому оно не может стать более отрицательным, чем напряжение γUнас, которое приложено к вхо­ду (+), когда uвых=Uнас. Благодаря этому из состояния uвых=Uнас схема не сможет самостоятельно переключиться к уровню U+нас.

 

Подпись: б)Подпись: а)

Подпись: Рис. 1.

 

С приходом положительного запускающего импульса с амп­литудой Um (рис. 1, б), превышающей абсолютное значение отрицательного напряжения на входе (+) (Um</i>>|γU+нас|), напряжение на выходе начинает возрастать. С выходом транзисторов ИМС из насыщения это нарастание за счет положительной обратной связи протекает лавинообразно, так что спустя небольшое время uвых оказывается равным U+нас. После этого начинается зарядка конденсатораС через резистор R1. Когда напряжение на нем окажется чуть больше u(+)U+нас, происходит новое переключение схемы к уровню uвых=Uнас. После этого конденсатор разряжается, но только до значения uДотп — схема возвращается в исходное состояние, в котором пребывает до поступления следующего запускающего импульса.

За время tи напряжение на конденсаторе С изменяется от uс≈0 до uс=γU+нас, стремясь к U+нас:

uс = U+нас(1-еt/τ),

где τ=СR1 постоянная времени.

К моменту времени t=tи напряжение uс достигает уровня γU+нас, поэтому

γU+нас= U+нас(1-еt/τ),

откуда, заменяя натуральный логарифм на десятичный, получаем

.

За время восстановления tв схемы можно принять интервал, в течение которого напряжение на конденсаторе, стремясь к уровню γUнас от уровня γU+нас, становится равным нулю (дальней­шая разрядка быстро идет через открывшийся диод VD). Поэтому

U+нас+Uнас) etв/τUнас=0.

Отсюда, заменяя натуральный логарифм на десятичный, по­лучаем

 

,

где Uс — абсолютное значение напряжения насыщения.

 

При U+нас=|Uнас|

tв= 2,3τ lg (1+γ).

Порядок выполнения задания

1. Построили схему одновибратора, изображенную на рис. 1, в Electronics Worbench.


2. Подключили осциллограф к схеме. Построили временные диаграммы работы устройства.

 

3. Определили длительность импульса, генерируемого ждущим мультивибратором на ИМС ОУ, если С=0,18 мкФ, R1=86 кОм, R2=120 кОм, R3=100 кОм.

 

γ =R3/(R3+R2)

γ =100/(100+120)=0.(45)

τ = СR1=0.18*10-6*86*103=15.48*10-3

=2.3*15.48*10-3*lg(1+ 0.45)/(1- 0.45)=0.011c

tв= 2,3τ lg (1+γ)=2.3*15.48*10-3*lg(1+ 0.45)=0.006c

Вывод

Результаты практической работы и теоретических вычислений немного отличаются, так как формулы показывают значения для идеального случая, которые в реальности достичь очень сложно.



Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ
Copyright 2018. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!