lab2 / циф2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра электронных приборов и устройств

отчет по лабораторной работе №2 по дисциплине «Цифровая схемотехника» Тема: Генераторы временных интервалов

Студент гр. ____________________ И. Преподаватель __________________________ Герасимов В.А.

Санкт-Петербург 2024 г.

Цели работы: исследовать простейшие и наиболее удобные для сборки схемы мультивибраторов и одновибраторов, построенных на логических элементах, резисторах и конденсаторах.

Обработка результатов

Вариант №20

1. Исследование мультивибратора на инвертирующем триггере Шмитта

Рисунок 1 – Исследованная схема мультивибратора на инвертирующем триггере Шмитта

Для данной схемы был подключен канал №1 осциллографа к выходу схемы U_ВЫХ1, канал №2 – к верхней обкладке конденсатора С₁ (U_С1). Также были измерены при помощи осциллографа и записаны необходимые параметры:

• Длительность импульса на выходе схемы t_и = 75 мс

• Длительность паузы на выходе схемы t_п = 71 мс

Пороговые напряжения инвертора с триггером Шмитта:

• U_ПОР1 = 1.9 В

• U_ПОР2 = 1.14 В.

Рисунок 2 – Осциллограмма сигналов схемы мультивибратора на инвертирующем триггере Шмитта

Теоретические значения длительностей импульса и паузы, а также периода

Таблица 1 – Теоретические (паспортные) и экспериментальные параметры схемы

Параметр	Теоретическое значение	Экспериментальное значение
UПОР1, В	1.4	1.9
UПОР2, В	2.4	1.14
R1, кОм	220	220
C1, нФ	1000	1000
tи, мс	85.6	75
tп, мс	118.6	71
T, мс	204.2	146

2. Исследование детектора среза импульсного сигнала импульса

Рисунок 3 – Исследованная схема детектирования среза сигнала мультивибратора

Для данной схемы был подключен канал №2 осциллографа к RC-цепи U_С2, канал №3 к сигналу U₁, №4 – к выходу детектора U_ВЫХ2 (канал №1 осциллографа должен был быть по-прежнему подключен к выходу мультивибратора U_ВЫХ1).

Рисунок 4 – Осциллограмма сигналов схемы детектирования среза сигнала мультивибратора

По рисунку видно как сигнал на выходе (канал №4) меняется на противоположный при наступлении среза импульса сигнала с мультивибратора (канал №1), так и при наступлении среза с ветви задержки (канал №3). Тем самым на выходе образуется импульс определенной длительности.

Расчетное значение длительности импульса на выходе схемы составляет

3. Исследование детектора изменения импульсного сигнала

Рисунок 5 – Исследованная схема детектирования изменения сигнала мультивибратора

Канал №1 и №2 подключены к выходу мультивибратора и к линии задержки соответственно, канал №3 – на выход схемы.

Рисунок 6 – Осциллограмма сигналов схемы детектирования изменения сигнала мультивибратора

Замена элемента «И» на элемент «ИЛИ-НЕ» позволяет детектировать не только задний фронт импульсов в отличие от предыдущей схемы, но и передний фронт, тем самым частота следования выходных импульсов возрастает в два раза.

4. Исследование схемы генератора двухтонального звукового сигнала

Рисунок 7 – Исследованная схема двухтонального звукового генератора

При исследовании данной схемы первые 3 канала подключались к 3 входным мультивибраторам соответственно, а канал №4 подключался к выходу мультиплексора.

Рисунок 8 – Осциллограмма сигналов схемы генератора двухтонального звукового сигнала

На осциллограмме четко виден момент смены частоты, 3 мультивибратор задает сигнал переключения мультиплексора (канале №3), тем самым на выходе появляется сигнал либо с 1 мультивибратора (канал №1), либо со второго у которого частота больше (канал №2).

5. Схема имитатора «электрического пианино» в процессе выполнения лабораторной работы была собрана и показала работоспособность

ВЫВОД

В ходе выполнения данной лабораторной работы были исследованы простейшие и наиболее удобные для сборки схемы мультивибраторов и одновибраторов, построенных на логических элементах, резисторах и конденсаторах. Одновибраторы в лабораторной работе используются в качестве входного сигнала для детекторов фронта, среза или изменения входного логического уровня. Мультивибраторы используются для создания периодических прямоугольных импульсов звуковой частоты, управления схемой выбора частоты в двухтональном генераторе звука.

Также, согласно 20 варианту, были собраны схемы для разных случаев с определенными R и C. Сделаны фотографии осциллограмм для дальнейшей обработки. Кроме этого, были вычислены паспортные значения микросхемы 74HC14 для напряжения питания 4.5 В. Был рассмотрен эффект удвоения частоты, сигнала, поступающего с мультивибратора.