4. Порядок выполнения работы.

4.1. Изучить схему генератора пилообразного напряжения и определить, к какому типу он относится (см. рис.5.2).

4.2. Подключая осциллограф к контрольным точкам: «18», «19», «17» лабораторной установки, зарисовать осциллограммы. В отчете осциллограммы разместить друг под другом с соблюдением одинаковых масштабов по оси времени и амплитуде и с учетом постоянных составляющих.

4.3. Измерить амплитуду импульсов на выходе блокинг-генератора («18») и генератора пилообразного напряжения («19») в условных единицах (клетках сетки осциллографа).

4.4. Измерить с помощью осциллографа длительность прямого и обратного хода пилообразного напряжения.

4.5. Зарисовать осциллограммы выходного напряжения генератора («19») при наличии и при отсутствии перемычки между гнездами «20» и «21».

5. Содержание отчета.

1. Принципиальная схема генератора пилообразного напряжения.

2. Краткое пояснение к вопросу, изложенному в п. 4.1.

3. Осциллограммы по п. 4.2.

4. Расчет коэффициента использования питающего напряжения (по п. 4.3.).

5. Расчет средней скорости изменения пилообразного напряжения во время рабочего хода.

6. На осциллограмме точки «17» указать напряжение на времязадающем конденсаторе в начале и конце рабочего хода.

7. Расчет коэффициента нелинейности пилообразного напряжения при наличии и отсутствии перемычки между гнездами «20»и «21».

Лабораторная работа №6.

Исследование триггера Шмидта на операционном усилителе.

1. Цель работы.

Экспериментальное определение основных характеристик триггера Шмидта на операционном усилителе.

2. Краткие теоретические сведения.

Триггером Шмидта (ТШ) называется устройство с гистерезисной передаточной характеристикой (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Передаточная характеристика триггера Шмидта.

Выходной сигнал ТШ принимает лишь два фиксированных значения и. Кроме того, он зависит не только от величины входного напряжения, но и от направления его изменения. Данное свойство обусловлено тем, что усилительный элемент ТШ охвачен глубокой положительной обратной связью (ПОС).

Уровни входного сигнала, вызывающие изменение выходного напряжения ТШ – и, называются порогами срабатывания, а величина– шириной петли гистерезиса. Одна из областей использования ТШ – преобразование непрерывных аналоговых сигналов в импульсные (см. рис. 6.2). Однако такое преобразование возможно лишь в том случае, если величина входного сигнала превышает ширину петли гистерезиса.

Рис. 6.2 Связь входного и выходного сигналов

триггера Шмидта.

За счет большого коэффициента усиления из-за влияния ПОС, крутизна выходного сигнала в моменты перехода от ки обратно получается во много раз большей, чем крутизна входного и форма выходного сигнала приближается к прямоугольной.

Схема инвертирующего триггера Шмидта на операционном усилителе (ОУ) приведена на рис. 6.3. Связь неинвертирующего входа с выходом ОУ через делитель на резисторах иприводит к наличию в схеме положительной обратной связи, сигнал которой определяется из соотношения:

.

Рис. 6.3 Принципиальная схема триггера Шмидта на ОУ.

Влияние ПОС сводится к тому, что выходное напряжение такой схемы может принимать лишь два значения: либо, где– напряжение насыщения ОУ. Обычноблизко к напряжению питания, поэтому можно считать, что. Из-за наличия на неинвертирующем входе ОУ сигнала ПОС, такой триггер Шмидта не сможет изменить своего состояния пока входной сигнал не превысит по модулю напряжения обратной связи. Так как обычно положительное и отрицательное напряжения ОУ равны, то пороги срабатывания данного ТШ будут одинаковыми и равными по величине(рис. 6.4).

Рис. 6.4 Передаточная характеристика триггера Шмидта на ОУ.

В связи с этим, гистерезисная петля будет симметричной с шириной 2, где. Для формирования асимметричной петли гистерезиса параллельно одному из элементов ПОС может подключаться нелинейный элемент, например диод (рис. 6.5).

В этом случае при положительном выходном напряжении диод закрыт и . При отрицательном

выходном сигнале диод открывается, шунтируя резистор и. Передаточная характеристика ТШ в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 6.6.

Рис. 6.5 Принципиальная схема триггера Шмидта нелинейной обратной связью.

Рис. 6.6 Передаточная характеристика триггера Шмидта с несимметричными порогами срабатывания.