МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ КАФЕДРА 41
ОЦЕНКА ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
-
Старший преподаватель
подпись, дата
Спиндзак И.И
должность, уч. степень, звание
инициалы, фамилия
-
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №6
«Исследование автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах»
по дисциплине: ЭЛЕКТРОНИКА
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛИ
СТУДЕНТЫ ГР. №
номер группы подпись, дата инициалы, фамилия
Санкт-Петербург 2021
Цель работы: изучение принципа реализации автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах, его функционирования и влияния параметров элементов его схемы на характеристики мультивибратора.
Описание установки:
Рис. 2.1. Схема простейшего автоколебательного мультивибратора.
Схема мультивибратора, изображенная на рис. 1, состоит из транзисторных ключей с перекрестными связями из коллекторной цепи одного в базовую другого. Связи выполнены таким образом, что транзисторы в схеме всегда оказываются во взаимно противоположных состояниях: один открыт, другой закрыт. Автоматический переход из одного состояния в другое обеспечивается взаимной коммутацией транзисторных ключей друг друга по коллекторно-базовым цепям, содержащим времязадающие элементы схемы: конденсаторы С1 и С2, резисторы RБ1 и RБ2. Напряжения выходных сигналов снимаются с коллекторов транзисторов VT1 и VT2. Сигналы эти парафазны - импульсу, снимаемому с одного выхода, соответствует пауза между импульсами на другом выходе, и наоборот.
Рис. 2.2. Схемы усовершенствованного автоколебательного
мультивибратора
Здесь для улучшения формы выходных импульсов введены диоды VD1 и VD4, коммутирующие цепи заряда и разряда конденсаторов С1 и С2, соответственно. В этой схеме заряд конденсаторов происходит через дополнительно введенные резисторы R2 и R5 (а не через коллекторные сопротивления R1 и R6), а разряд - так же, как в схеме, приведенной на рис. 1. Для дополнительного улучшения формы импульсов и повышения быстродействия мультивибратора включены диоды VD2 и VD5. От возможного пробоя транзисторы защищены т. н. “охранными” диодами VD3 и VD6.
Формула для расчета периода колебаний симметричного мультивибратора:
TТЕОР=2 kT*RБ*С, (1)
где TТЕОР – теоретический период колебаний симметричного мультивибратора, kT – коэффициент пропорциональности, RБ - сопротивление, С – емкость конденсатора.
Результаты вычислений и измерений:
Таблица 3.1
Расчётные значения постоянных времени τ и экспериментальные
значения T.
-
RБ, Ом
C1=C2=C, Ф
τ=RБ*C, сек.
T, сек.
15000
680* 10−12
1,02 * 10−5
0,0000153
15000
3300* 10−12
4,95 * 10−5
0,000097
15000
5600* 10−12
8,4 * 10−5
0,00013
15000
10000* 10−12
1,5 * 10−5
0,0000021
15000
33000* 10−12
4,95 * 10−4
0,00049
24000
680* 10−12
1,632 * 10−5
0,0000225
24000
3300* 10−12
7,92 * 10−5
0,0000016
24000
5600* 10−12
1,344 * 10−4
0,00020
24000
10000* 10−12
2,4 * 10−4
0,00034
24000
33000* 10−12
7,92 * 10−4
0,00079
36000
680* 10−12
2,448 * 10−5
0,0000381
36000
3300* 10−12
1,188 * 10−4
0,00024
36000
5600* 10−12
2,016 * 10−4
0,00031
36000
10000* 10−12
3,6 * 10−4
0,00053
36000
33000* 10−12
1,188 * 10−3
0,0122
75000
680* 10−12
5,1 * 10−5
0,000077
75000
3300* 10−12
2,475 * 10−4
0,0005
75000
5600* 10−12
4,2 * 10 -4
0,00064
75000
10000* 10−12
7,5 * 10 -4
0,0011
75000
33000* 10−12
2,475 * 10 -3
0,0025
160000
680* 10−12
1,088 * 10 -4
0,00016
160000
3300* 10−12
5,28 * 10 -4
0,00104
160000
5600* 10−12
8,96 * 10-4
0,00131
160000
10000* 10−12
1,6 * 10 -3
0,00233
160000
33000* 10−12
5,28 * 10 -3
0,00522
Таблица 3.2 Зависимость периода от величины управляющего напряжения
-
П2, П3
Eупр, В
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
1
T, сек.
0,23
0,21
0,19
0,17
0,15
0,14
0,13
3
T, сек.
0,56
0,5
0,46
0,4
0,36
0,34
0,31
5
T, сек.
1,06
1,35
1,41
1,47
1,46
1,41
1,33
K = 0,93
kT = 0,454