лабы / мультивибратор / 2
.docЦель работы – экспериментальное исследование принципа работы мультивибраторов, а также влияния схемы на его параметры.
-
Исследование симметричного мультивибратора на дискретных элементах.
Рисунок 1 Базовая схема мультивибратора.
Тип |
Элементы схемы |
Длительность фронтов, мкс |
Длительность импульсов, мкс |
Период, мкс |
Частота, Гц |
|||
Базовая |
Измененные элементы |
tф1 |
tф2 |
T1 |
T2 |
|
|
|
эксп |
эксп |
эксп |
эксп |
эксп |
эксп |
|||
теор |
теор |
теор |
теор |
теор |
теор |
|||
Симметричный |
Rк – R14, R21 Rб – R17, R18 С-С12,С14 |
Базовые |
120 |
120 |
400 |
400 |
800 |
1250 |
170 |
170 |
476 |
476 |
952 |
1050 |
|||
Rк |
R14║R15 R20║R21 |
80 |
80 |
400 |
400 |
800 |
1250 |
|
154.5 |
154.5 |
476 |
476 |
952 |
1050 |
|||
Rб |
R16║R17 R18║R19 |
200 |
200 |
220 |
220 |
440 |
2272 |
|
170 |
170 |
238 |
238 |
476 |
2100 |
|||
C |
C12║C13 C14║C15 |
300 |
300 |
800 |
800 |
1600 |
625 |
|
340 |
340 |
952 |
952 |
1904 |
525 |
|||
Ассиметричный |
C-C12 |
C14║C15 |
200 |
400 |
800 |
420 |
1220 |
819 |
170 |
340 |
952 |
476 |
1428 |
700 |
|||
Rб – R17 |
R19║R18 |
126 |
126 |
240 |
700 |
940 |
1063 |
|
170 |
170 |
238 |
476 |
714 |
1400 |
Как видно из таблицы и осциллограмм, что
-
Rк влияет на время фронта , поэтому уменьшая Rк можно уменьшить время фронта, но нельзя сильно уменьшать т.к. это приведет к увеличению тока открытого транзистора.
-
Rб влияет на длительность импульса, а следовательно можно изменять длительность импульсом изменением Rб (например резистором переменного сопротивления).
-
С влияет как на время фронта, так и на длительность импульса т.к С является основным времязадающим элементом.
-
Можно получать асимметричные импульсы на выходах мультивибратора. Это достигается путем изменения номиналов Rк, Rб, С в разных плечах по-разному.
-
Иммледование симметричного мультивибратора с отсекающими диодами VD3, VD4.
Тип |
Элементы схемы |
Длительность фронтов, мкс |
Длительность импульсов, мкс |
Период, мкс |
Частота, Гц |
||||
Базовая |
Измененные элементы |
tф1 |
tф2 |
T1 |
T2 |
|
|
||
эксп |
эксп |
эксп |
эксп |
эксп |
эксп |
||||
теор |
теор |
теор |
теор |
теор |
теор |
||||
С отсекающими VD |
Rк – R14, R21 R – R15, R20 Rб – R17, R18 С-С12,С14 |
Базовые |
tфк |
0 |
0 |
400 |
400 |
800 |
1250 |
0 |
0 |
||||||||
tфR |
120 |
120 |
476 |
476 |
952 |
1050 |
|||
170 |
170 |
Как видно из приведенных данных применение отсекающих диодов значительно улучшает фронты (время фронта равно нулю). Но данный мультивибратор имеет один недостаток - Rк в два раза больше, чем в предыдущей схеме.
-
Исследование мультивибратора на логических элементах «И-НЕ» (ТТЛ).
Парметры |
Базовая схема |
Изменённая схема |
|
R6, R7, С6, С7 |
R6, R7, С6║С5, С7║С8 |
R5║R6, R7║R8, С6, С7 |
|
Длительность фронта, мкс |
|
|
|
tф1 |
20 |
100 |
0 |
tф2 |
20 |
100 |
0 |
Длительность импульсов, мкс |
|
|
|
Т1 |
250 |
500 |
250 |
Т2 |
250 |
500 |
250 |
Max входное положительное напряжение Uвх , В |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
Max входное отрицательное напряжение Uвх , В |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
Напряжение порога «1» Vп , В |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
Напряжение входное устан. «0» Uвх |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
Использование мультивибраторов на логических элементах позволяет уменьшить время фронта без дополнительных конструкций. Например, как видно из опыта при уменьшении сопротивления время фронта стало равно 0, а длительность импульса не уменьшилась. С по-прежнему очень сильно влияет на длительность импульса и на время фронта, например, при увеличении С в два раза время фронта увеличилось в 5 раз, а длительность импульса только в 2 раза.
-
Исследование мультивибратора, реализованного на операционном усилителе (ОУ).
Парметры |
Базовая схема |
Изменённая схема |
|
R11, R12, С9 |
С10║С11 |
R9║R10 |
|
Длительность фронта, мкс |
|
|
|
tф1 |
0 |
0 |
0 |
tф2 |
0 |
0 |
0 |
Длительность импульсов, мкс |
|
|
|
Т1 |
300 |
600 |
150 |
Т2 |
300 |
600 |
150 |
Мультивибратор на ОУ позволяет получать импульсы с хорошими фронтами, но самое главное можно получить разно полярный сигнал. Изменение параметров RC цепи влияет только на длительность импульса. Недостоинством данного мультивибратора – это необходимость 2-х полярного питания.