МИНОБРНАУКИ России
«Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. В.И. Ульянова (Ленина)»
кафедра ЭПУ
Лабораторная работа №11
по дисциплине «Аналоговая схемотехника»
«ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ»
Выполнил: __________ _
Преподаватель: __________ Симон В. А.
Санкт-Петербург
2026
Цель: сборка и исследование схем, генерирующих периодические электрические сигналы: прямоугольные импульсы (мультивибратор), линейно изменяющееся напряжение (ГЛИН), синусоидальное напряжение. Все схемы строятся с использованием ОУ и аналоговых компараторов.
Схемы, исследуемые в работе:
Рисунок 1 – Схема мультивибратора для исследования
Рисунок 2 – ГЛИН для проведения исследований
Рисунок 3 – Автогенератор с фильтром Вина
Обработка результатов
Мультивибратор:
В ходе работы были сняты параметры мультивибратора. Рассчитаем теоретические параметры, чтобы сравнить с экспериментом. Пример расчёта:
Таблица 1 – Результаты исследования параметров мультивибратора
UГ, В |
22.8 |
21 |
18 |
16.4 |
13.4 |
11.2 |
9.2 |
7 |
5.2 |
3.8 |
fЭКСП, Гц |
16.13 |
21.74 |
26.74 |
29.94 |
37.04 |
44.64 |
54.95 |
72.46 |
104.1 |
151.5 |
fТЕОР, Гц |
13.65 |
18.46 |
25.69 |
29.93 |
39.66 |
49.43 |
61.89 |
83.23 |
113.56 |
156.57 |
Рисунок 4 – Осциллограмма работы мультивибратора
ГЛИН:
В схема интегратора использовались компоненты с номиналами: Cн=220 нФ; Rн=470кОм.
Теоретические частота и двойной размах пилообразного напряжения на выходе схемы:
Рисунок 5 – Осциллограмма работы ГЛИН
Автогенератор на ОУ:
В схеме Вина использовались компоненты с номиналами C = 100 нФ, R = 2.2 кОм
Теоретическое значение выходной частоты совпадает / не совпадает с центральной частотой фильтра:
Экспериментально было получено значение 664 Гц
Расчёт коэффициента усиления схемы:
Сравним с теоретическим значением коэффициента равного 3:
Рисунок 6 – Осциллограмма работы автогенератора на ОУ
Вывод
В ходе лабораторной работы были исследованы схемы генераторов периодических сигналов: мультивибратор, генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) и автогенератор на основе моста Вина.
Исследование мультивибратора показало, что частота генерируемых прямоугольных импульсов зависит от параметров схемы и напряжения питания. Экспериментально полученные значения частоты хорошо согласуются с теоретическими расчетами, что подтверждает правильность используемой математической модели генератора.
При исследовании ГЛИН была получена пилообразная форма выходного напряжения и подтверждено влияние параметров интегрирующей цепи на частоту и амплитуду сигнала. Работа схемы соответствовала ожидаемым теоретическим представлениям о процессе интегрирования прямоугольного сигнала.
В автогенераторе с мостом Вина был получен устойчивый синусоидальный сигнал частотой около 664 Гц. Эксперимент подтвердил, что частота генерации определяется параметрами частотно-избирательной цепи, а коэффициент усиления схемы должен быть близок к теоретическому значению, необходимому для поддержания устойчивых автоколебаний.
Таким образом, в работе были изучены основные принципы генерации прямоугольных, пилообразных и синусоидальных сигналов, а также подтверждена зависимость параметров генерируемых колебаний от характеристик используемых элементов схем.