6.7 Поточний самоконтроль

6.7.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms

1. Побудувати модель масштабного підсилювача (рис. 6.18) та дослідити зміни коефіцієнта підсилення і верхньої межової частоти при збільшенні опору зворотного зв`язку в 50 та 100 разів.

Д ля цього змінювати опір потенціометра R2 , виставляючи 20 кОм, 50 кОм, 90 кОм. При цьому за допомогою вимірювача АЧХ визначити відповідні величини верхніх межових частот. Зробити висновки відносно зміни коефіцієнта підсилення та значення межової частоти.

2. Побудувати модель суматора (рис.6.19, а). Розрахувати та експериментально підібрати частоти та амплітуди вхідних інформаційних сигналі з метою синтезу вихідного сумарного сигналу, осцилограма якого показана на рис.6.19, б (внизу). Співвідношення між значеннями частот функціональних генераторів доцільно вибрати таким: f, 10 f , 50 f. Дослідити форму осцилограми сумарного сигналу, послідовно змінюючи частоти генераторів та зберігаючи вказані пропорції.

3 . Побудувати модель та дослідити диференціатор (рис. 6.20). На виході функціонального генератора сформувати гармонічний сигнал частотою 30 кГц, амплітудою 1 В.Чутливість каналу А осцилографа виставити на рівні 500мВ/под..каналу Б – 50 В/под.

Тривалість розгортки 20 кс/под. .Сумістити осцилограми вхідних та вихідних сигналів рис.6.21,а), За допомогою візірних лінійок визначити зсув сигналів за фазою, враховуючи постійний зсув за фазою при інвертувальному вмиканні.

П ри підсилені сигналів за допомогою масштабного підсилювача (за інвертувального вмикання ОП) на виході формується гармонічний сигнал зі зсувом за фазою 180⁰. При цьому максимуму позитивної напівхвилі вхідного сигналу відповідає максимум негативної хвилі вихідного сигналу. В диференціаторі (рис 6.21-а) максимум негативної напівхвилі вихідного сигналу відстає від максимума позитивнвої напівхвилі вхідного на 90⁰. При надходженнні синусоїди на виході формується косинусоїда, тобто перша похідна вхідного сигналу Зверніть увагу на те, що вихідний сигнал за фазою опереджає вхідний на 90⁰. Таким чином, на виході одержують першу похідну вхідного сигналу.

Переключити генератор в режим формування прямокутних імпульсів частотою 30 кГц, амплітудою 1 В та 20% заповненням. Чутливість каналів А та В осцилографа відповідно 2 та 10 В/под.

Одержати та проаналізувати осцилограми, що подані на рис.6.20,б, враховуючи інверсію сигналів при інвертувальному вмиканні.

4. Побудувати модель та дослідити інтегратор на ОП (рис.6.22).

Н а виході функціонального генератора сформувати гармонічний сигнал частотою 100 кГц, амплітудою 20 мВ, чутливість каналів А та В осцилографа 10 мВ/ под.. та 2 мВ /под.. відповідно, тривалість розготоки 5 мкс/ под.

Проаналізувати осцилограми вхідного (рис.6.23, а -1) та вихідного (рис.6.23-б-2) сигналів. В інтеграторі максимум негативної напівхвилі вихідного сигналу опереджає максимам позитивнвої напівхвилі вхідного на 90⁰.При надходженнні косинусоїди на виході формується синусоїда, тобто перша похідна вхідного сигналу.

П еревести функціональний генератор в режим формування імпульсних сигналів. Встановити параметри вхідних сигналів: частота 500 Гц, амплітуда 1 В, заповнення 10%. Чутливість каналів А та В осцилографа 2В/под., 20 В/под.., тривалість розгортки 200 мкс/ под.

Дослідити залежність амплітуди та форми вихідних сигналів від зміни проценту заповнення імпульсів в межах 5…30%.(рис.6.23,б).

5 . Дослідити ефективність використання емітерного повторювача для узгодження високоомного опору датчика з низькоомним опором навантаження (рис. 6.24).

В розділах 1.6.2. та 1.10.1 розглядались варіанти впливу на напругу, сформовану подільником,, при підключені малих опорів навантаження. В даному завдані пропонується провести експерименти з метою набуття навиків узгодження послідовних каскадів без спотворення ЕІС. Для цього в дискретній електроніці використовують катодний повторювач, емітерний та стоковий повторювачі. В інтегральній схемотехніці – ОП при неінвертувальному вмиканні (рис.6.15).

За допомогою джерела постійної напруги V1 та резистора R1 сформовано датчик з опором 10 кОм.

За допомогою перемикача підключити до виходу датчика потенціометр R2 та зафіксувати напруги при 10%, 50% та 90% значень опору 5 кОм. За допомогою цього опору моделюють вхідний опір підсилювача ЕІС, який необхідно підключити до датчика. Чи можлива в даному випадку передача сигналів без спотворень?

Перемикнути перемикач та підключити датчик до входу операційного підсилювача. Виконати виміри напруги на резисторі.R4 для тих самих значень опору, що і в попередньому експерименті. Зробити висновки та оцінити використання ОП.

5. Дослідити компаратор в режимах фіксації рівнів напруги (рис. 6.25, а).

Н а виході генератора XFG1 сформувати гармонічний сигнал частотою 1 кГц, амплітудою 1 В. На виході XFG2 –пилкоподібний частотою 1 кГц, амплітудою 1 В, заповнення 50%.В каналах А та В осцилографа чутливість 1В/под., в каналі С 5 B/под..

Проаналізувати та пояснити осцилограми вхідних на вихідного сигналів (рис.6.25,б.).