Задание

Измерить с помощью осциллографа длительность выходного импульса напряжения таймера в ждущем режиме и сравнить её с расчётным значением.

Снять с помощью осциллографа временные диаграммы работы таймера в автоколебательном режиме, определить длительности импульса и паузы, сравнить их с расчётными значениями.

Порядок выполнения эксперимента

• Соберите цепь таймера в ждущем режиме согласно монтажной схеме (рис. 3.14.4). В этой схеме объединены собственно схема включения таймера (рис. 3.14.1) и схема запуска (рис. 3.14.2). На входе установите прямоугольный однополярный сигнал максимальной амплитуды, частотой, например 500 Гц.

• Включите блок генератора напряжений и настройте осциллограф.

• Изменяя частоту вверх и вниз от начального значения, проследите, изменяется ли длительность импульса. Определите максимально возможную частоту следования импульсов в данной схеме. Объясните, чем она ограничивается.

• При одном из значений частоты входного напряжения перерисуйте осциллограммы на рис. 3.14.6, укажите масштабы и определите длительность импульса.

• Замените резистор R_t одним из ближайших номинальных значений и уясните, как он влияет на длительность импульса. Проделайте то же самое с конденсаторомС_t.

Рис. 3.14.4

• Соберите цепь таймера в автоколебательном режиме (рис. 3.14.3 и 3.14.5).

• Включите питание, настройте осциллограф и перерисуйте осциллограммы на рис. 3.14.7. укажите масштабы и определите длительности импульса (t_и), паузы (t_п) и коэффициент заполнения ().

• Замените резистор R_t одним из ближайших номинальных значений и уясните, как он влияет на длительность импульса и паузы. Проделайте то же самое с резисторомR₁ и конденсаторомС_t.

Рис. 3.14.5

Рис. 3.14.6

Рис. 3.14.7

15. Исследование генератора напряжений специальной формы (функционального генератора) на интегральной микросхеме Общие сведения

В данной работе исследуется функциональный генератор на микросхеме XR8038, который вырабатывает напряжения треугольной, синусоидальной и прямоугольной форм в широком диапазоне частот. Имеется также возможность модуляции и коррекции формы выходных сигналов.

Его функциональная схема с основными внешними элементами приведена на рис. 3.15.1.

Рис. 3.15.1

Принцип действия генератора основан на заряде и разряде внешнего конденсатора С внутренними высокостабильными источниками тока I_Aи 2I_B, ток которых задаётся внешними резисторамиR_AиR_B. Источник токаI_A, заряжающий конденсатор, всегда включён. Как только напряжение на конденсаторе превышает 2/3 от напряжения питания (U_пит), включается второй источник тока 2I_Bи конденсатор начинает разряжаться. Как только оно снизится ниже 1/3 от,U_пит, источник 2I_Bвыключается, и конденсатор начинает снова заряжаться. Таким образом, напряжение на конденсаторе имеет треугольную форму. Через буферный каскад оно подаётся на вывод 3 микросхемы. Синусоидальное напряжение формируется из треугольного функциональным нелинейным преобразователем (вывод 2 микросхемы). Прямоугольное напряжение формируется транзистором с открытым коллектором (вывод 9). Добавочное сопротивлениеR_ДОБустановлено внутри миниблока с микросхемойXR8038.

Время заряда и разряда, можно регулировать независимо резисторами R_AиR_B. Это даёт возможность изменять как форму треугольника, так и частоту. Суммарное время заряда и разряда (и частота) зависит также от ёмкости конденсатора С. Ток источников тока можно также регулировать, подавая напряжение на вывод 8 микросхемы от +U_питдо (2/3U_пит– 2) В. При увеличении напряжения на этом выводе ток источника тока и частота уменьшаются, при уменьшении – увеличиваются.

На выводе 7 микросхемы внутренним делителем устанавливается напряжение 4/5 от U_пит. Соединив вывод 7 с выводом 8, можно установить на управляющем выводе 8 напряжение, соответствующее средней точке диапазона регулирования тока источника тока (т.е. частоты). Включив между этими точками какое-либо изменяющееся напряжения, на выходе микросхемы получим модулированный по частоте сигнал.

Выводы 1 и 12 микросхемы служат для коррекции формы синусоиды (в данной работе не используются).