- •Лабораторная работа №18 Мультивибратор
- •Краткая теория Импульсные токи, применяемые в медицине.
- •Идеальные импульсы
- •Импульсные токи, применяемые в медицине
- •2. Принцип работы мультивибратора
- •Принципиальная схема мультивибратора на n-p-nтранзисторах
- •Временные диаграммы работы мультивибратора
- •Эквивалентная схема мультивибратора с открытым транзистором V
- •Импульс на выходе несимметричного мультивибратора
- •3. Основные параметры мультивибратора
- •4. Способы получения импульсов различной формы
- •Порядок выполнения работы
Эквивалентная схема мультивибратора с открытым транзистором V
В практических схемах можно брать ,и. Полученные таким образом мультивибраторы называют несимметричными. Длительность импульсов, определяемая временемибудет различной, например, при,(рис. 8).
Рис.8.
Импульс на выходе несимметричного мультивибратора
3. Основные параметры мультивибратора
Период , где
- время длительности импульса;
- время длительности паузы;
иможно рассчитать по формуле:
тогда
Для симметричного мультивибратора
Частота
Скважность – отношение периода к длительности импульсат.е.
Полученные импульсы с коллекторов транзисторов илиподаются на нагрузку, в данном случае на вход осциллографа.
4. Способы получения импульсов различной формы
Для получения импульсов различной формы сигнал с мультивибратора подаётся на дифференцирующую или интегрирующую цепь.
1. Дифференцирующая цепь состоит из последовательно соединённых ёмкости и сопротивления(рис. 9а).
Напряжение снимается с сопротивления . Входное напряжение;;;
При .
Продифференцируем полученное выражение: , откуда, тогда
(называется постоянной времени- цепочки), т.е. напряжение, снимаемое с сопротивленияпропорционально первой производной от входного сигнала.
Форма импульсов на выходе цепи зависит от соотношения и длительности входного импульса. Для дифференцирующей цепи возможны следующие случаи:
а) при на выходе получаются два коротких остроконечных импульса, соответствующих зарядке конденсатора в начале и разрядке конденсатора в конце входного импульса (рис. 9б)
б) при импульс проходит через цепь только с небольшим изменением формы вследствие того, что бóльшая часть входного напряжения падает на сопротивлении(рис. 9в).
2. Интегрирующая цепь состоит из последовательно соединённых ёмкости и сопротивления(рис. 10а).
Напряжение снимается с ёмкости :
;;;;;;
при ток в цепи.
Выходное напряжение , т.е. выходное напряжение пропорционально интегралу от входного сигнала. Форма сигнала на выходе цепи зависит от соотношенияи:
а) при на выходе получаются импульсы, отличающиеся от прямоугольных и состоящие из переднего фронта – повышение напряжения по экспоненте (заряд конденсатора) и заднего фронта – понижения напряжения по экспоненте (разряд конденсатора) (рис. 10б).
б) при применяются интегрирующие цепи для придания прямоугольным импульсам экспоненциальной формы (рис. 10в). Такие импульсы широко применяются в медицине для исследования и лечения поражённых мышц.
Рассмотренные интегрирующие и дифференцирующие цепочки носят название пассивных - цепей, т.к. состоят только из пассивных элементови. Для улучшения параметров импульсов, расширения их диапазона и усиления используются активные- цепи, включающие в себя, кромеиусилители на микросхемах. В медицинской аппаратуре используются, в основном, активные- цепи.
Порядок выполнения работы
Ознакомиться с рабочей схемой мультивибратора, начертить её в тетради.
Вычислить длительность импульса, паузы и скважность симметричного мультивибратора по формулам:
при .
Включить мультивибратор в сеть и подключить к его выходу осциллограф. На экране осциллографа получить устойчивое изображение импульсов и зарисовать в тетради в масштабе 1:1. Измерить длительность периода импульса (по числу делений) и рассчитать скважность импульса по формуле:
,
где и- число делений на экране осциллографа, приходящихся на период и длительность импульса
Полученное значение сравнить с теоретическим расчётом.
Примечание:переключатель конденсаторов должен находиться в положении 1, ключ Квыключен.
Подключить вход осциллографа к выходу базы транзистора , получить на экране устойчивое изображение и зарисовать в тетради временные диаграммы аналогично рис. 5. То же самое проделать и для базы транзистора.
Выполнить упражнение аналогично п.п. 2 и 3 для (положение переключателя 2) и для(положение переключателя 3).
Переключатель конденсаторов поставить в положение 4. ,,. Рассчитать теоретическидлительности импульса, паузы, периода и скважность несимметричного мультивибратора (см. пункт 2). Импульсы с экрана осциллографа зарисовать в тетради и определить скважность импульса аналогично пункту 3. Полученный результат сравнить с теоретическими расчётами.
Подключить вход осциллографа к выходу базы транзистора , получить на экране устойчивое изображение и зарисовать в тетради временные диаграммы несимметричного мультивибратора аналогично рис. 5. То же самое проделать и для базы.
Поставить переключатель конденсаторов в положение 1. Ключом Кподключить к выходу мультивибратора дифференцирующую цепь ((рис. 9а),) и интегрирующую цепь ((рис. 10а),). Вход осциллографа присоединить к выходу дифференцирующей цепи. Получить на экране устойчивое изображение импульсов и зарисовать их в тетради.
Аналогично все проделать для интегрирующей цепи. Вычислить постоянную времени для обоих случаев и сравнить с длительностью импульсарассчитанного в пункте 2.