методички / Задание на лабораторную работу №6
.docОрдена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)
Схемотехника телекоммуникационных устройств.
Лабораторная работа № 6
Генератор прямоугольных импульсов.
Москва 2018
Цель работы.
Изучение принципа работы генератора прямоугольных импульсов.
2. Задание для экспериментальной части.
Открыть модель labrab6-1.cir.
Исследовать влияние резисторов и конденсатора на частоту следования прямоугольных импульсов на выходе генератора. Построить графики зависимости частоты от номинала элемента (по 5-6 точек для каждого графика).
ВНИМАНИЕ: Генератор не работает с нулевого момента времени! Поэтому, сначала нужно посмотреть выходной сигнал в широком диапазоне времен.
Затем, выбрать на временной шкале отрезок времени таким образом, чтобы на экране наблюдались около 3 периодов сигнала с хорошим качеством представления синусоиды (нужно адекватно настроить параметры времен в режиме Transient).
Внимание!
В процессе исследования необходимо,
чтобы форма выходного импульса была
близка к прямоугольной. Это накладывает
ограничения на номиналы элементов.
Конденсатор выбирать в пределах 50 пФ – 2 мкФ. Сопротивления резисторов – 200 Ом – 2 кОм. При серьезных искажениях формы сигнала или срыве колебаний, прекратить изменение номинала элемента и вернуться к значениям, гарантирующим работу схемы.
2. Выбрать значение частоты генератора согласно варианту задания. Подобрать элементы таким образом, чтобы при выборе номиналов согласно ряду Е24, точность подбора частоты составила не хуже 1,5%
3. Зафиксировать форму сигнала в режиме Transient. Измерить параметры выходного сигнала (период, длительность импульса, длительность переднего и заднего фронтов).
Исследование переднего фронта (в данном случае наблюдаем неустойчивое включение):
Задний фронт исследуется аналогично.
Результаты исследований всех трех схем внести в сводную таблицу.
4. Открыть модель labrab6-2.cir.
Повторить пункты 1-3 для данной схемы (мультивибратор на ОУ).
Исследования по частоте проводить для R3 и С1
5. Открыть модель labrab6-3.cir.
Повторить пункты 1-3 для данной схемы (мультивибратор на интегральном таймере).
Исследования по частоте проводить для R1 и С1
6. Сравнить схемы и их параметры между собой, сделать выводы о их достоинствах и недостатках.
Сравнение производится на основании результатов измерений параметров выходных сигналов генераторов, а также их спектров.
ВНИМАНИЕ! (иллюстрации дальнейших действий приводятся для частоты НЕ СОВПАДАЮЩЕЙ ни с одним из вариантов)
Для получения спектра, реально соответствующего форме сигнала необходимо:
- установить параметры представления сигнала «TRANSIENT» так, чтобы на экране было изображено около 2 периодов сигнала;
- вызвать изображение функции быстрого преобразования Фурье для выходного сигнала (чем, собственно и является спектр);
- двойным щелчком на графике спектра вызвать меню, в пункте «Colors, Fonts and Lines» выбрать мышкой вариант «Popsicle» в окне «Style»;
Спектр примет следующий вид:
Это позволит точно определить гармоники сигнала.
- отключить изображение сигнала, оставив на экране только спектр (для более точных измерений);
- двойным щелчком на графике спектра вызвать меню, в пункте «Fourier» ввести точное значение частоты сигнала в окне «Frequency Step»;
- измерить и занести в таблицу амплитуды десяти гармоник выходного сигнала генератора;
- сравнить полученный спектр с ТЕОРЕТИЧЕСКИМ спектром последовательности прямоугольных импульсов, сделать выводы о причинах различий.
Для проведения работы воспользоваться моделями, предоставленными преподавателем.
При этом изменить частоту генератора в соответствии с номером подгруппы, выполняющей работу.
1 подгруппа – 1000 Гц
2 подгруппа – 1500 Гц
3 подгруппа – 2000 Гц
4 подгруппа – 2500 Гц
5 подгруппа – 3000 Гц
6 подгруппа – 3500 Гц
7 подгруппа – 4000 Гц
8 подгруппа – 4500 Гц
9 подгруппа – 5000 Гц
10 подгруппа – 5500 Гц
11 подгруппа – 6000 Гц
12 подгруппа – 6500 Гц