Тема 14. Генератори електричних сигналів

14.1. Лабораторна робота № 16

Дослідження авто генераторного мультивібратора з колекторно-базовими зв’язками з регулюванням частоти (на транзисторах)

1. Мета роботи:

1. Ознайомитись з роботою мультивібратора.

2. Ознайомитись з пристроями регулювання частоти прямування імпульсів вихідної напруги.

2. Теоретичні відомості:

Мультивібратором - називається релаксаційний генератор імпульсів напруги прямокутної форми, які виникають за рахунок зарядження та розрядки конденсаторів. Буває:

- симетричний ламповий

- симетричний напівпровідниковий.

Принцип роботи схеми (напівпровідниковий):

Схема має два однакові каскади (симетричний мультивібратор). Вихід першого каскаду сполучений зі входом другого каскаду, а вихід другого - зі входом першого. У схемі резистори у колі зворотного зв’язку приєднані не до землі, а до від’ємного затискача джерела живлення . Транзистори Т₁ та Т₂ по черзі закриваються та відкриваються. Це досягається тим, що конденсатори С₁ і С₂ заряджаються по черзі у ті частини періоду, коли зачинений транзистор, який має такий ж індекс що і конденсатор. Наприклад: якщо у дану частину періоду зачинений Т₁, у цю ж частину періоду від джерела заряджається конденсатор С₁. При цьому зарядний струм, що проходить через резистор і базу -

Рис.1 Симетричний напівпровідниковий емітер відкритого транзистора Т_{2 ,} визиває у конденсаторі С₁ напругу

мультивібратор .

Одночасно конденсатор С₂ розряджається через резистори . Падіння напруги від цього розрядного струму у резисторі створює додатній потенціал вузла б.

По мірі розрядження конденсатора його розрядний струм зменшується за експонентою, змінюється і падіння напруги від цього струму у резисторі і потенціал вузла б. Коли потенціал вузла б досягає значення близького до нуля, Т₁ починає відкриватися і внаслідок дії кола зворотного зв’язку він за долі мікросекунд відкриється, а Т₂ закриється. Після відкриття Т₁ конденсатор С₁ почне розряджатися, а конденсатор С₂ – заряджуватися. Надалі усі процеси повторюються.

Частота мультивібратора регулюється зміною опорів резисторів або ємністю конденсаторів С₁ і С₂ .

Напівпровідникові мультивібратори, порівнюючи з ламповими, мають більший К.К.Д, вони потребують джерело живлення з меншою напругою, але параметри напівпровідникових мультивібраторів дуже залежать від температури.

3. Порядок виконання роботи:

1. Ознайомитися з приладами і деталями, необхідними для виконання роботи, та записати їхні дані у таблицю 16.1.

Таблиця 16.1 - Прилади і деталі

№ п/п	Прилад	Система	Клас точності	Ціна поділки	Межа виміру
1	Стенд «Мультивібратор» ЕС 8 А
2	Двопроменевий осцилограф С1-17

2. Скласти схему досліду. Перед тим, як ввімкнути напругу запросити викладача для перевірки схеми.

Рис. 2 Схема досліджень

Вимоги щодо техніки безпеки:

- ввімкнення стенду до осцилографу після підключення здійснюється у присутності викладача.

- якщо за умовою роботи необхідно змінювати схему з’єднань, то це потрібно виконати при знятій напрузі, а перед ввімкненням знову показати її для перевірки викладачеві.

- під час роботи зі стендом і осцилографом забороняється торкатися до струмопровідних частин.

3. Встановити накладну плату 2 на лицеву панель та закріпити її двома гвинтами.

4. Встановити , .

5. Перемикач «S 2» в зоні «навантаження» встановити у положення «1».

6. В зоні 2 перемикач « Сб, мкФ », встановити у положення «0,15»

7. Для декількох положень регулятора « Rб» визначити по осцилографу:

- тривалість імпульсів (t_i);

- тривалість паузи (t_п);

- тривалість фронту (t_ф);

- величину амплітудного значення імпульсів.

8. За даними пункту 7. розрахувати:

- частоту прямування імпульсів

- за відомими значеннями Сб та t_i визначити відповідне значення Rб з

формули: ;

9. Перемикач « Сб, мкФ » встановити у положення «0,015»

10. Виконати роботу аналогічно п.п. 7, 8.

11. Досліджувати осцилографом форму напруг у контрольних точках 4,5,7.

Розрахунок:

1. Сб=0,15мкФ; Ек=10В; Есм=5В

1.1. t_i = см; t_п = см; t_ф = см

1.2. Повний період коливань мультивібратора в (с):

Т=2* t=2( t_i+ t_п+ t_ф) 10²*10^-6= = *10^-4 с

1.3. Частота прямування імпульсів: _{= _1__= -------------= Гц}

_{Т *10}^-4

_{1.4. Rб =} 2t_i *10²*10^-6 = = Ом

_0,7*Сб*10^-6

2. Сб=0,015мкФ; Ек=10В; Есм=5В

2.1. t_i = см; t_п = см; t_ф = см

2.2. Повний період коливань мультивібратора в (с):

Т=2* t=2( t_i+ t_п+ t_ф) 10²*10^-6= = *10^-4 с

2.3. Частота прямування імпульсів: _{= _1__= -------------= Гц}

_{Т *10}^-4

_{2.4. Rб =} 2t_i *10²*10^-6 = = Ом

_0,7*Сб*10^-6

Осцилограма напруг