2.3.Задание на проведение исследований

1.Соберите схему №1: мультивибратор на инвертирующем триггере Шмитта (см. Рис. 36), используя для времязадающей цепи компоненты, согласно номеру бригады, по таблице. Перед сборкой схемы измерьте при помощи мультиметра реальное значение емкости конденсатора времязадающей цепи. В дальнейшем во всех теоретических расчетах используйте измеренные (а не написанные на плате стенда) значения емкостей.

Обратите внимание, что токоограничительный резистор уже включен последовательно светодиоду на плате, и для использования светодиода достаточно правильно поставить перемычку.

Рис. 36. Схема №1 для исследования мультивибратора на инвертирующем триггере Шмитта

2. Подключите канал №1 осциллографа к выходу схемы UВЫХ1, канал №2 – к верхней обкладке конденсатора С1 (UС1). Измерьте при помощи осциллографа и запишите в протокол наблюдений:

Длительность импульса tИ1.

Длительность паузы tП1.

Пороговые напряжения инвертера с триггером Шмитта UПОР1 и UПОР2. При достижении одного из двух пороговых значений напряжением UC1 состояние

выхода ЛЭ меняется на противоположное (при этом также меняется направление тока конденсатора – заряд/разряд).

При составлении отчета сравните измеренные значения длительностей импульса и паузы со значениями, рассчитанными по соотношениям (6) и (7). Напряжение питания микросхем платы составляет 5 В. При расчете используйте измеренные значение емкости конденсатора и пороговые напряжения ЛЭ.

3. Зарисуйте или сфотографируйте осциллограмму, на которой одновременно присутствуют сигналы каналов №1 и №2. Приложите осциллограмму к отчету по лабораторной работе.

— 32 —

4. Не разбирая схемы №1, соберите схему №2: простейший мультивибратор на ЛЭ типа 2И-НЕ (см. Рис. 37). Выберите номиналы компонентов времязадающей цепи согласно номеру бригады (Таблица 4). Перед сборкой схемы измерьте при помощи мультиметра реальное значение емкости конденсатора времязадающей цепи.

Рис. 37. Схема №2 для исследования простейшего мультивибратора на ЛЭ типа 2И-НЕ

5. Подключите канал №1 осциллографа к выходу всей схемы UВЫХ2, канал №2 – ко входу ЛЭ DD2.1 (UВХ,DD2.1), канал №3 – к выходу DD2.2 (UВЫХ,DD2.2). Измерьте при помощи осциллографа

изапишите в протокол наблюдений:

Длительность импульса tИ2.

Длительность паузы tП2.

Пороговое напряжение ЛЭ UПОР. Когда UВХ,DD2.1 достигает порогового значения, схема меняет состояние на противоположное, а само входное напряжение DD2.1 меняется скачкообразно.

Напряжения отпирания верхнего защитного диода ЛЭ UД1. Для его определения проще всего использовать курсоры осциллографа. Напряжением отпирания диода считайте разность напряжения на входе DD2.1, при котором начинается медленный разряд конденсатора C2 по экспоненциальному закону (т.е. прекращается быстрый разряд через диод) и напряжения питания (см. Рис. 38).

Напряжения отпирания нижнего защитного диода ЛЭ UД2. Напряжением отпирания диода считайте значение напряжения на входе DD2.1, при котором начинается медленный заряд конденсатора C2 по экспоненциальному закону (см. Рис. 38).

UВХ,DD2.1

UД1

UП

UПОР

UД2

0 t

Рис. 38. К определению напряжения отпирания защитных диодов

При составлении отчета сравните полученные значения длительности импульса и паузы с величинами, рассчитанными по соотношениям (10) и (11). При расчете используйте измеренные

— 33 —

значения емкости конденсатора, а также пороговое напряжение и напряжения отпирания защитных диодов.

6.Зарисуйте или сфотографируйте осциллограмму, на которой одновременно присутствуют сигналы каналов №1, №2 и №3. Приложите осциллограмму к отчету по лабораторной работе.

7.Не разбирая схем №1 и №2, соберите схему №3: мультивибратор на ЛЭ типа 2ИЛИ-НЕ с регулируемым коэффициентом заполнения (см. Рис. 39). Выберите номиналы компонентов времязадающей цепи согласно номеру бригады (Таблица 4). Перед сборкой схемы измерьте при помощи мультиметра реальные значения емкостей конденсаторов времязадающих цепей.

Рис. 39. Схема №3 для исследования мультивибратора на ЛЭ типа 2ИЛИ-НЕ с регулируемым коэффициентом заполнения

8. Подключите канал №1 осциллографа – к выходу всей схемы UВЫХ3, канал №2 – ко входу ЛЭ DD3.1 (UR3), канал №3 – ко входу DD3.2 (UR4). При помощи осциллографа измерьте и запишите в протокол наблюдений:

Длительности импульса tИ3.

Длительность паузы tП3.

Пороговое напряжение ЛЭ UПОР. Когда напряжение UR3 достигает порогового значения, состояние схемы меняется на противоположное, а само напряжение UR3

меняется скачкообразно.

При составлении отчета сравните полученные значения с рассчитанными по соотношениям (12) и (13). При расчете используйте измеренные значения емкостей конденсаторов, а также пороговое напряжение ЛЭ.

9.Зарисуйте или сфотографируйте осциллограмму, на которой одновременно присутствуют сигналы каналов №1, №2 и №3. Приложите осциллограмму к отчету по лабораторной работе.

10.Не разбирая собранных схем №№1-3, соберите схему генератора двухтонального звукового сигнала. Параметры времязадающих цепей рассчитаны так, что схемы №№2 и 3 генерируют частоты звукового диапазона, а схема №1 – небольшую частоту (0.1 – 10 Гц).

Двухтональный звуковой сигнал – сигнал, в котором чередуются две различные частоты. Для его создания нужна схема, поочередно подающая на излучатель звука одну из двух звуковых частот (со схем №2 и №3). Выбор частоты происходит под управлением логического уровня, поступающего со схемы №1. Формально такая задача решается при помощи цифрового мультиплексора, однако для упрощения задачи схемы №1 и №3 можно дополнить входами разрешения с различными активными уровнями согласно Рис. 40.

В течение времени импульса tИ1 схемы №1 на выходе DD1.1 действует уровень лог. «1». Этот уровень поступает на схему №3, на один из входов ЛЭ DD3.2, обеспечивая на его выходе

постоянный уровень лог. «0» т.к. + 1 = 0. Соответственно, на входах DD3.1 удерживается лог. «0», а на выходе – постоянный уровень лог. «1».

— 34 —