30

1.Инструкция по технике

БЕЗОПАСНОСТИ

1.Приступать к выполнению лабораторной работы после инструктажа по технике безопасности.

2.Не включать схему до проверки ее преподавателем.

3.Не переносить самовольно приборы и реостаты.

4.Перед включением рубильника проверяйте правильность положения рукояток реостатов.

5.Не производите пересоединений проводов или разборку схемы при включенном рубильнике.

6.Не касайтесь металлических деталей, находящихся под напряжением.

7.Не производите сами смену предохранителей.

8.Не разбирайте схему до проверки результатов опыта преподавате-

лем.

9.Не оставляйте рабочее место без разрешения преподавателя.

10.Готовьте отчет о выполненной работе к следующему занятию.

11.Без сдачи отчета Вы не будете допущены к дальнейшей работе.

2. Методические указания по

ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Приступать к оформлению лабораторной работы следует после выполнения всех экспериментов, изучения ее теоретической части и рекомендуемой литературы. Все рисунки, схемы (элементы электрической цепи), графики должны быть выполнены по ЕСКД на листах размером 210х297 с соответствующими рамками и угловыми штампами. Графики чертить на миллиметровой бумаге, которые наряду с электрическими схемами должны быть выполнены не от руки, а с помощью чертежных инструментов. На осях координат указать откладываемые величины и единицы их измерения. На титульном листе лабораторной работы должны быть указаны наименование министерства, института, филиала, кафедры и самой лабораторной работы. Затем пишутся фамилия и инициалы преподавателя, проверяющего работу, а ниже – шифр, фамилия и инициалы студента – исполнителя, который напротив своей фамилии должен расписаться.

При оформлении лабораторной работы нужно указать все необходимые расчетные формулы. Каждый раздел отчета должен иметь пояснение. Вычисления выполняются с точностью до второй значащей цифры. В конце работы необходимо привести список использованной литературы.

Для защиты отчета по лабораторной работе необходимо подготовить ответы на все контрольные вопросы.

3. Таймерное устройство

Цель работы – изучение принципа построения таймера из функциональных узлов, собранных на элементной базе цифровой техники 3-го поколения: микросхемах транзисторно — транзисторной логики (ТТЛ) серии К155 и микросхемах комплиментарной структуры (КМПД) серии К176.

3.1. Теоретическая часть

Таймером называется устройство формирования временных интервалов. Таймеры используются для конструирования различных электронных устройств: программаторов, реле времени, часов. Они являются составной частью микропроцессорных устройств. По способу исполнения таймеры могут быть механические, электромеханические и электронные. Последние можно разделить на аналоговые и цифровые.

3.1.1. Аналоговый таймер

Таймер построенный по аналоговому принципу представляет собой пороговое устройство с регулируемым или нерегулируемым порогом включения, в качестве которого обычно используется обычно триггер Шмидта, компаратор или электронный ключ, по входу которого подключают времязадающую переменную RC-цепь, а к выходу коммутатор (рис.3.1.)

Рис.3.1. Схема реле времени

Пороговым устройством в данной схеме является электронный ключ на транзисторе V1, нагрузкой которого служит электронное реле К1. Контакты реле управляют исполнительными цепями. Выходное сопротивление ключа изменяется при изменении входного сигнала от малого значения (рис.3.2.) Rвых до значения Rвых >>Rвых.

Рис.3.2. Зависимость выходного сопротивления

электронного ключа от входного напряжения.

Область напряжений Uвх, в которой Rвых изменяется называется пороговой, а некоторое напряжение Uвх=Uпор внутри этой области называется порогововым. Область, в которой Rвых=Rвых и почти не зависит от Uвх соответствует замкнутому состоянию электронного ключа (транзистор V1, открыт, реле К1 сработало). Область Rвых=Rвых соответствует разомкнутому состоянию электронного ключа (транзистор V1 закрыт, реле К1 обесточено). Обычно электронный ключ находится либо в стационарном замкнутом либо в стационарном разомкнутом состоянии. Через пороговую область он переходит лишь при изменении своего состояния.

При подаче напряжения Uп на схему начинается заряд емкости С через резистор R. Ток заряда изменяется по экспоненциональному закону от максимального значения:

до нуля (3.1)

Напряжение на конденсаторе Uс возрастает по экспоненте

(3.2)

от нуля до Uп, где RC = 0,63 Uп – постоянная времени. Uc за время t = 5 достигает значения Uc = 0,993·Uп, т.е. конденсатор зарядится практически до величины напряжения питания (рис.3.3), ток заряда Jз упадет до 0,007

Рис.3.3. Диаграммы напряжения и тока зарядной цепи

Временная задержка, которую обработает схема (рис.3.1) образуется за счет того, что пороговое напряжение, необходимое для отпирания транзистора V1 и срабатывания эл.магнитного реле К1, появится на входе электронного ключа не сразу после подачи напряжения питания Uп, а через некоторый промежуток времени, необходимый для того, чтобы напряжение на емкости Uc наросло и стало равным : Uc = Uпор.

Изменение выдержек времени в таймерах, построенных по подобному принципу, производится либо перестройкой порога (рис.3.4.б), либо изменением соотношения RC зарядной цепи, что более распространено (рис.3.4.а).

Достоинством аналоговых таймеров является простота схемного решения, низкая стоимость изготовления, возможность плавной перестройки выдержек. Из недостатков следует отметить невысокую точность и нестабильность работы. Нелинейную зависимость на шкале задания. Трудность достижения больших выдержек, т.к. для их получения требуются конденсаторы очень большой емкости и стабильности параметров, а также высокоомный вход порогового устройства.

Рис.3.4. Способы получения временных выдержек в таймерах

с RC цепью

3.1.2. Цифровой таймер.

Получение временных выдержек в цифровых таймерах реализуется несколькими способами, рассмотрим 2 из них.