Лабораторно-практическая работа №32 Генератор периодического напряжения сложной формы
ЦЕЛИ РАБОТЫ
Изучить принцип работы устройства.
Исследовать работу устройства.
Сделать выводы о достоинствах и недостатках устройства.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Генераторы периодического напряжения сложной формы (ГПНСФ) весьма востребованы в современных устройствах электроники, поскольку позволяют моделировать поведение сложных нелинейных устройств, на входе которых присутствует синусоидальное напряжение. Таким устройством, например, является индуктивный датчик, преобразующий линейные перемещения в изменение амплитуды выходного напряжения. При этом выходное напряжение уже не будет синусоидальным, а будет содержать высокочастотные гармонические составляющие.
Для реализации ГПНСФ чаще всего применяют цифро-аналоговый способ; схема такого устройства показана на рис. 32.1.
Схема работает следующим образом. С генератора прямоугольных импульсов G на тактовый вход десятичного счетчика DD1 поступают импульсы с определенной тактовой частотой fТАКТ. Это приводит к поочередному появлению импульсов на выходах Q0…Q9 счетчика DD1. Эти импульсы поступают на аналоговый сумматор, собранный по классической схеме на операционном усилителе DA1, при этом каждый из 10-ти импульсов усиливается им с заданным коэффициентом усиления kn, определяемым для n-го импульса по формуле:
Величины резисторов Rn рассчитываются исходя из заданной формы сигнала так, чтобы напряжения на выходе DA1 совпадали со значениями исходного сигнала в соответствующие моменты времени u(tn). В результате на выходе DA1 присутствует сигнал ступенчатой формы, повторяющий исходный сигнал u(t).
На DA2 собран активный фильтр НЧ, подавляющий все высокочастотные составляющие ступенчатого сигнала. При правильном расчете величин Rф1, Rф2 и Cф1, Сф2 сигнал на выходе активного фильтра практически полностью повторяет исходный.
Достоинством такого фильтра является относительная простота его реализации, поскольку цифровое преобразование позволяет реализовать гармоническое воздействие с несколькими гармоническими составляющими. Однако, изменение основной частоты колебаний, равной fтакт/n, потребует пересчета RC-цепей активного фильтра НЧ, поэтому данная схемная реализация может быть использована только для фиксированной основной частоты колебаний.
Рис.
32.1 Схема ГПССФ
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Собрать схему (рис. 31.1); снять и зарисовать осциллограммы ступенчатого сигнала (на выходе сумматора DA1) и выходного напряжения (на выходе фильтра НЧ DA2).
Объяснить работу десятичного счетчика и остальных блоков устройства.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Схема ГПССФ.
Осциллограммы сигнала ступенчатой формы и выходного сигнала.
Опиание работы устройства.
Рекомендуемое распределение работ по дисциплинам кафедры |
|
НАИМЕНОВАНИЯ ДИСЦИПЛИН |
НОМЕРА РАБОТ |
Физические основы электроники |
с 1 по 13 |
Элементная база аналоговой электроники |
1, 2, 3, 5, 10, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 24, 25, 27, 28 |
Электроника |
с 14 по 28 |
Электроника и схемотехника |
1, 2, 3, 5, 10, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 24, 25, 27, 28 |
Лабораторно-практические работы из раздела 6 «Примеры электронных устройств» относятся к заданиям повышенной сложности и могут быть использованы для самостоятельной работы обучающихся. |
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение………………………………………………………………… |
3 |
1. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА АНАЛОГОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ……….. |
4 |
Л.Р.№1 Исследование полупроводникового диода…………. |
4 |
Л.Р.№2 Исследование параметрического стабилизатора…… |
8 |
Л.Р.№3 Исследование биполярного транзистора……………………. |
13 |
Л.Р.№4 Исследование схем смещения биполярного транзистора….. |
17 |
Л.Р. №5 Исследование полевого транзистора………………….…….. |
23 |
Л.Р.№6 Исследование обедненного МОП-транзистора……………... |
26 |
Л.Р.№7 Исследование обогащенного МОП-транзистора…………… |
30 |
Л.Р.№8 Работа полевого транзистора в режиме источника тока…… |
33 |
Л.Р.№9 Работа полевого транзистора в режиме электронно- |
|
управляемого резистора……………………………………… |
35 |
2. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ………………………………… |
38 |
Л.Р.№10 Исследование усилителя с общим эмиттером…................... |
38 |
Л.Р.№11 Исследование усилителя с общим коллектором………… |
42 |
Л.Р.№12 Исследование усилителя на полевом транзисторе………… |
45 |
Л.Р.№13 Исследование усилителя на МОП-транзисторе…………… |
48 |
Л.Р.№14 Исследование усилителя постоянного тока (УПТ)………... |
51 |
Л.Р.№15 Исследование дифференциального усилителя…………….. |
55 |
Л.Р.№16 Исследование двухтактного усилителя мощности……… |
58 |
3. СХЕМЫ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ (ОУ)…………. |
62 |
Л.Р.№17 Усилительные схемы……………………………………… |
62 |
Л.Р.№18 Операционные схемы……….……………………………….. |
66 |
Л.Р.№19 Генератор синусоидального напряжения………………….. |
70 |
Л.Р.№20 Активные фильтры………………………………..…………. |
74 |
Л.Р.№21 Умножитель напряжений…………………………………… |
76 |
Л.Р. №22 Специальные усилителные схемы……….………………… |
79 |
4. ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ……………. |
82 |
Л.Р.№23 Исследование сглаживающих фильтров…………………… |
82 |
Л.Р. №24 Транзисторные стабилизаторы напряжения………………. |
87 |
5. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТОЙСТВА…………………………………….. |
91 |
Л.Р.№25 Исследование мультивибратора……………………………. |
91 |
Л.Р.№26 Исследование триггера Шмитта……………………………. |
94 |
Л.Р.№27 Исследование транзисторного регулятора мощности…….. |
97 |
Л.Р.№28 Исследование устройства с ШИ-управлением…………….. |
99 |
6. ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ……………………… |
103 |
Л.Р.№29 Устройство измерения коэффициента нелинейных |
|
искажений (КНИ)……………………………………………. |
103 |
Л.Р.№30 Генератор синусоидального напряжения инфранизкой |
|
частоты (ИНЧ)……………………………………………….. |
106 |
Л.Р.№31 Устройство защиты от токовых перегрузок……………….. |
108 |
Л.Р.№32 Генератор периодического напряжения сложной формы… |
110 |
Рекомендуемое распределение работ по дисциплинам кафедры…… |
113 |
|
|
Учебное издание
Воржев Владимир Борисович
Ананченко Людмила Николаевна
АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
Редактор _____________
Компьютерная обработка: ______________
________________________________________________________________
В печать __.__.20__.
Формат 6084/16. Объем ___ усл. п. л.
Тираж __ экз. Заказ № ___. Цена свободная
________________________________________________________________
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
3
44000, г. Ростов-на-Дону, пл. гагарина, 1