Работа в лаборатории

1.Собрать заданную схему сравнения. Установить значения компонентов схемы согласно расчетам предварительного отчета. На вход схемы сравнения подключить схему рис.7.1, осциллограф – на вход и выход компаратора А1. Провести настройку расчетных режимов и режимов осциллографа.

2.Снять проходные характеристики компаратора А1. Для значений амплитуды U_вх, меняющихся в пределах 0.1 8 U_оп1, по осциллограмме измерить длительность соответствующего информационного импульса. Измерения провести для трех значений опорного сигнала U_оп1=0.5,1,2∙U_оп1,з. По результатам построить зависимости t_и(U_вх/U_оп1) на одном рисунке для разных U_оп1. Сравнить полученные проходные характеристики с характеристиками, рассчитанными в предварительном отчете. Сделать вывод о влиянии U_оп1 на проходную характеристику компаратора А1.

3 .Снять значения U_д и U_о исследуемой схемы для трех значений опорного сигнала 0.5;1;2 ∙U_оп2.

Сигнал U_вх моделируется с помощью схемы, представленной на рис. 7.1. Е₁ используется для создания начального значения сигнала, а Е₂ – конечного значения сигнала. Значение напряжения действия (отпускания) определяется последовательным подбором амплитуды Е₂.

Определить напряжения действия и отпускания, вычислить коэффициент отпускания, сравнить с заданным. Сделать выводы о влиянии значения U_оп2 на коэффициент отпускания.

4. Измерить время действия схемы сравнения.

На вход схемы подать сигнал U_вх (рис.7.1) с амплитудой, меняющейся скачком от 0.5U_д до 1,2U_д. По осциллограмме измерить время действия схемы сравнения. Измерения провести для трех значений опорного сигнала 0.5;1;2∙U_оп2. Изменить увеличение амплитуды U_вх до 5U_д, и повторить измерение времени действия схемы. Сравнить экспериментальные значения времени действия со значениями, полученными в предварительном отчете. Сделать выводы о влиянии амплитуды входного сигнала и значения U_оп2 на время действия схемы сравнения.

Лабораторная работа э8 Времяимпульсная схема сравнения фаз синусоидальных эдс

Работа включает:

1. Изучение принципов действия времяимпульсных элементов сравнения фаз синусоидальных напряжений формирователя импульсов несовпадения (ФИН) и реагирующих органов РО1 и РО2..

2. Изучение схем и расчет параметров элементов схем.

3. Расчет и построение функциональных характеристик элементов сравнения.

4. Компьютерное исследование времяимпульсных элементов сравнения фаз синусоидальных напряжений.

Составление предварительного отчета

1. Выбор схем элементов сравнения, расчет параметров схем.

2. Расчет и построение функциональных характеристик элементов сравнения.

Методические указания. Изучить §5, с.23–36 [4].

К п.1. Принципиальные схемы ФИН, РО1 и РО2 показаны ни рис.26, 28, 30[4]. Схему РО1 дополнить резистором, включенным между катодом VD1 и общей шиной. Расчет параметров ФИН сводится к определению значений R₁ и R₂ по заданному в табл.Э8.1 отношению, одно из значений задается в пределах 25 кОм (R₁) или 40100 кОм (R₂).

Расчет РО1 (при условии, когда неидеальностью диодов и транзистора пренебрегаем) состоит в определении параметров цепи заряда из условия, что за заданное время t_з конденсатор зарядится до порога перехода из «нуля» в «единицу» микросхемы D, для обеспечения линейности заряда t_з≤0,7Т_з, где Т_з=R₁С₁- постоянная времени цепи заряда. Резистор R₃ R₁, а R₂«R₁.

Расчет РО2 (при том же условии) состоит в определении параметров цепей заряда и разряда. Заданное значение  = t_сп/t_нсп на граничной линии схемы сравнения определяет соотношение Т_р/Т_з=, при этом Т_р=R₂∙С₁ и Т_з=R₃∙С₁. Кроме того, нужно учесть, что для обеспечения линейности процесса заряда и разряда t_сп≤0,7Т_р и t_нсп≤0,7Т_з. Сопротивление R₁ принять равным 2 кОм.

К п.2. Функциональные характеристики элемента сравнения фаз (проходная характеристика и граничная линия) при использовании РО1 представлены на рис.21,22[4]. При построении граничных линий в схеме сравнения с РО1 для сравнения с заданным значением t_з в нечетных вариантах используются импульсы t_сп, а в четных вариантах – импульсы t_нсп. В области действия наносится штриховка. При использовании РО2 происходит сравнение длительностей импульсов t_сп и t_нсп. Для получения граничной линии необходимо использовать зависимость t_сп-t_нсп=f(). В области действия наносится штриховка.

Работа в лаборатории.

1. Собрать рассчитанную схему ФИН. В качестве инвертора использовать схему INV, в которой установить параметры серии 511. На вход схемы ФИН подключить два источника синусоидального напряжения промышленной частоты, на выход схемы – осциллограф. Провести настройку расчетных режимов и осциллографа.

Таблица Э8.1

№	R1/R2		РО1					РО2
			tз, мс			R1 к	C1 мкф				R2 к	R3 к	C1 мкф
1	0,05	0,6	1	5	6	100	-	0,6	1	1,1	100	-	-
2	0,06	0,65	2	5	6,5	150	-	0,65	1	1,15	150	-	-
3	0,07	0,7	3	5	7	200	-	0,7	1	1,2	200	-	-
4	0,08	0,75	4	5	7,5	250	-	0,75	1	1,25	250	-	-
5	0,09	0,8	1,5	5	8	300	-	0,8	1	1,3	300	-	-
6	0,1	0,85	2,5	5	8,5	-	0,01	0,85	1	1,1	-	100	-
7	0,04	0,6	3,5	5	9	-	0,015	0,6	1	1,15	-	150	-
8	0,05	0,65	4	5	6	-	0,02	0,65	1	1,2	-	200	-
9	0,06	0,7	1	5	6,5	-	0,025	0,7	1	1,25	-	250	-
10	0,07	0,75	2	5	7	-	0,03	0,75	1	1,3	-	300	-
11	0,08	0,8	3	5	7,5	100	-	0,8	1	1,1	-	-	0,01
12	0,09	0,85	4	5	8	150	-	0,85	1	1,15	-	-	0,015
13	0,1	0,6	1,5	5	8,5	200	-	0,6	1	1,2	-	-	0,02
14	0,25	0,65	2,5	5	9	250	-	0,65	1	1,25	-	-	0,025
15	0,05	0,7	3,5	5	6	300	-	0,7	1	1,3	-	-	0,03
16	0,06	0,75	4	5	6,5	-	0,01	0,75	1	1,1	100	-	-
17	0,07	0,8	1	5	7	-	0,015	0,8	1	1,15	150	-	-
18	0,08	0,85	2	5	7,5	-	0,02	0,85	1	1,2	200	-	-
19	0,09	0,6	3	5	8	-	0,025	0,6	1	1,25	250	-	-
20	0,09	0,65	4	5	8,5	-	0,03	0,65	1	1,3	300	-	-
21	0,08	0,7	1,5	5	9	100	-	0,7	1	1,1	-	100	-
22	0,05	0,75	2,5	5	6	150	-	0,75	1	1,15	-	150	-
23	0,06	0,8	3,5	5	6,5	200	-	0,8	1	1,2	-	200	-
24	0,07	0,85	4	5	7	250	-	0,85	1	1,25	-	250	-
25	0,08	0,6	1	5	7,5	300	-	0,6	1	1,3	-	300	-
26	0,09	0,65	2	5	8	-	0,01	0,65	1	1,1	-	-	0,01
27	0,1	0,7	3	5	8,5	-	0,015	0,7	1	1,15	-	-	0,015
28	0,04	0,75	4	5	9	-	0,02	0,75	1	1,2	-	-	0,02
29	0,05	0,8	1,5	5	6	-	0,025	0,8	1	1,25	-	-	0,025
30	0,06	0,85	2,5	5	6,5	-	0,03	0,85	1	1,3	-	-	0,03

2.Снять проходные характеристики ФИН, т.е. зависимость длительности информационного импульса на выходе ФИН от разности фаз при двух значениях амплитуды сравниваемых сигналов Е₁=Е₂=10В, и при Е₁=10В, а Е₂=0,2В. Отношение R₁/R₂ устанавливается согласно табл.Э8.1. Разность фаз меняется от 0 до  с шагом /4. Характеристики строятся на одном рисунке. Сравнить экспериментальные характеристики с характеристиками, полученными в предварительном отчете. Сделать вывод о влиянии отношения R₁/R₂ на проходные характеристики. Теоретически построить граничные линии при заданных в табл.Э8.1 значениях t_з (РО1) и  (РО2).

3.Снять характеристики действия схем сравнения двух типов ФИН+РО1 и ФИН+РО2 при заданных в табл.Э8.1 значениях t_з (РО1) и  (РО2). В схеме ФИН установить отношение R₁/R₂, дающее наименьшую погрешность проходных характеристик.

При снятии характеристики действия устанавливается Е₁₌10В. Для значений Е₂=1,5,10,20,30В разность фаз  изменять в пределах от 0÷360, фиксируя значения , при которых происходит действие и отпускание схемы сравнения. При построении характеристик действия нанести штриховку в области действия. Сравнить характеристики действия с граничными линиями, полученными в предварительном отчете и по проходным характеристикам.