схемотехника_ЛР3

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Систем автоматизированного проектирования

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Схемотехника»

Тема: Функциональные узлы на базе транзисторов

Студенты гр. 3352	________________	Алексеев А.А.
	________________	Гареева К.Р.
	________________	Жигунова О.М.

Преподаватель

________________

Андреев В.С.

Санкт-Петербург

2025

Цель работы: ознакомиться с принципами работы биполярных транзисторов в ключевом режиме на примере схемы симметричного мультивибратора. Исследовать свойства симметричного мультивибратора.

Задачи:

1) Построить компьютерную модель симметричного мультивибратора в среде NI Multisim;

2) Исследовать влияние параметров схемы симметричного мультивибратора на выходной сигнал при помощи виртуального осциллографа;

3) Собрать схему симметричного мультивибратора из реальных компонентов на макетной плате учебной станции NI ELVIS;

4) Повторить пункт 2, используя учебную станцию NI ELVIS;

5) Сравнить полученные результаты исследований компьютерной модели и макета, сделать выводы по проделанной работе.

Ход работы

Построим компьютерную модель симметричного мультивибратора с подключением осциллографа к коллекторам транзисторов (рис. 1).

Рисунок 1 - Компьютерная модель симметричного мультивибратора с подключением осциллографа к коллекторам транзисторов.

Частоту импульсов мультивибратора можно вычислить по формуле:

Запустим работу схемы и рассмотрим полученную осциллограмму (рис. 2). Как мы видим, мультивибратор генерирует колебания, форма которых приближается к прямоугольной. Обусловлено это периодическим переключением транзисторов из режима насыщения в режим отсечки.

Рисунок 2 - Осциллограмма смоделированного выходного сигнала.

Рассчитаем частоту:

Частота смоделированного процесса совпадает с частотой расчетных значений с учетом погрешности.

Соберем схему на макетной плате учебной станции NI ELVIS и запустим. На осциллограмме видно, что сигналы имеют такую же форму (рис. 3).

Рисунок 3 - Осциллограмма выходного сигнала с коллекторов транзисторов.

Рассчитанная частота: f = 3,65 Гц.

Далее подключим осциллограф к коллектору и базе одного из транзисторов (рис. 4).

Рисунок 4. Схема мультивибратора с подключением осциллографа к коллектору и базе транзистора.

Снимем осциллограмму полученного процесса (рис. 5). На осциллограмме прослеживается взаимосвязь коллекторного и базового напряжений одного транзистора.

Напряжение на базе изменяется плавно — от отрицательных значений до порога открывания, что соответствует процессу зарядки конденсатора через резистор. В момент открывания транзистора напряжение на коллекторе резко падает, а на базе формируется кратковременный отрицательный импульс. После этого транзистор постепенно закрывается, и напряжение на коллекторе вновь возрастает до уровня питания.

Рисунок 5. Осциллограмма смоделированного выходного сигнала.

На осциллограмме, собранной на установке, видно, что сигналы имеют такую же форму (рис. 3).

Рисунок 6 -  Осциллограмма выходного сигнала.

Вывод

В ходе работы было исследовано функционирование симметричного мультивибратора. Полученные осциллограммы подтвердили генерацию прямоугольных импульсов, возникающих вследствие попеременного переключения транзисторов. При наблюдении сигналов на базе и коллекторе транзистора зафиксированы характерные процессы — плавный заряд конденсатора и его быстрый разряд в моменты переключения. Работа схемы соответствует теоретическим принципам, расхождения результатов объясняются отклонениями реальных параметров элементов. Эксперимент подтвердил стабильность и устойчивость мультивибратора.