Методика выполнения
1. Запустите необходимое программное обеспечение.
2. Соберите схему ждущего мультивибратора по рис. 5.4 на монтажном столе. В качестве ОУ взять усилитель OPAMP5TVIRTUALcвнешними цепями питающего наряжения –20 В и +20 В. Опорное напряжение –0,2 В отV1подается на инвертирующий вход ОУ через резисторR2. Запускающий схему положительный импульс моделировать с помощью переключателяJ1из второго контейнера, группыSWITCH, подсоединяющего положительный вывод источника постоянного напряженияV2 в 6 В ко входу схемы через конденсаторС2. Другим таким же переключателемJ2 обеспечить замыкание на землю входной клеммы мультивибратора в период отсутствия положительного сигнала, исключая тем самым накапливание заряда на входном конденсаторе дифференцирующей цепочки. Замыкание одного и размыкание другого переключателя осуществлять от одной клавиши, например,Aдля синхронной их работы.
Рис. 5.4. Схема ждущего мультивибратра
3. Установите следующие номиналы элементов схемы: R1 =10 кОм; C1 = 1 мкФ; R2 = 10 кОм; C2 = 0,5 мкФ. С помощью осциллографа снимите кривые изменения напряжений U-, U+, Uвых и постройте временную диаграмму. По кривой изменения напряжения U+ определите период возврата мультивибратора в исходное состояние и это экспериментальное значение сравните с рассчитанным по (5.1) значением. Найдите погрешность.
4. Повторите действия, указанные в п. 3, для значений емкости конденсатора С1 в 2 и 5 мкФ.
5. Оцените влияние номинала конденсатора С2на работу схемы мультивибратора для четырех значений емкости. Два номинала больше заданного значения в 4 и 2 раза, а два номинала меньше заданного в 2 и 4 раза. Какие из эксперимента можно сделать выводы?
6. Соберите схему генератора синусоидальных колебаний по рис. 5.5.
7. В качестве ОУ возьмите усилитель по п. 2. Установите следующие номиналы элементов этой схемы: R1=R2=1 кОм;R3=3 кОм; R4=1 кОм; C1=C2=1 мкФ. В качествеVD1 иVD2возьмите виртуальные диоды.
Рис. 5.5. Генератор синусоидальных колебаний
8. Активизируйте схему генератора синусоидальных колебаний. С помощью осциллографа XSC1зарисуйте кривые изменения выходного напряжения и сигнала на неинвертирующем входе усилителя. Измерьте период и частоту колебаний и сравните полученные значения с расчетными величинами по (5.2). Определите погрешность расчета.
9. Повторите действия, указанные в п. 8, в четырех точках для емкостей конденсаторов С1 и С2, одновременно больших и меньших заданных значений на 20% и 40%.
10. Определите рабочий диапазон соотношений номиналов сопротивлений резисторов R3 / R4, при которых обеспечивается генерация схемы.
11. Определите роль диодов в цепи обратной связи ОУ. Проверьте работу схемы с их отключением.
Контрольные вопросы
1. Назовите условия, необходимые для возникновения колебательного процесса в электрической схеме.
2. Что изменится на выходе схемы (см. рис. 5.1, а), если фазу опорного напряжения изменить на противоположную?
3. Что изменится на выходе схемы (см. рис. 5.1, а), если номинал резистора R1 уменьшить вдвое?
4. Что необходимо выполнить для получения выходного напряжения схемы (см. рис. 5.3, а) с амплитудой в 15 В?
5. Для каких целей используется ждущий мультивибратор?
6. Укажите области применения генератора синусоидальных колебаний.