3. Экспериментальные исследования извещателя

3.1 Исследование передатчика

Собрать схему рис. 6. Установить выбранные транзистора VT1, VT2; рассчитанные значения C₁, C₂, R₆. Конденсаторы со звездочкой устанавливаются для обеспечения работоспособности пакета Workbench с мультивибраторами и ждущими мультивибраторами.

Исследование передатчика заключается в измерении осциллографом на резисторе R₉ периода сигнала, длительности импульса и его амплитуды. Следует сравнить данные расчета и эксперимента и объяснить, почему нельзя измерять амплитуду импульса цифровым мультиметром.

3.2 Исследование входного устройства приемника Описание работы имитатора входного устройства

Фотодиод (преобразователь светового потока в ток) в пакете Electronic Workbench не моделируется. Для имитации воздействия ИК - лучей передатчика на фотодиод используется совокупность транзистора VT4, реле K2 , сопротивлений R_14-1, R_11-1, R_12-1 обеспечивающих периодическое изменение сопротивления в эмиттере VT3 (рис.7), т.е. имитацию входного сигнала. Фазовый сдвиг между сигналом и тактовыми импульсами устраняется добавленным ждущим мультивибратором DD5.

Имитатором передатчика является генератор G1 .T-период генератора задан в таблице 1; U_m=2В; Duty cycle 5%; U_offset=2В). (Приходится взятьduty cycle 5% так как при duty cycle менее 1% реле не срабатывает). В связи с тем, что напряжение генератора велико (оно взято таким для обеспечения работы DD5, DD3) на входе транзистора VT4 установлен делитель R_11-1,R_12-1. Диод VD5 установлен для защиты транзистора VT4 от перегрузки по напряжению при закрытии транзистора.

При поступлении импульсов от генератора транзистор VT4 периодически открывается, срабатывает реле, и резистор R_14-1 через переключатель S₁ (установленный в режим «НОРМА») периодически подключается к корпусу. Подключение и отключение резистора R_14-1 приводит к изменению выходного напряжения транзистора VT3, этим обеспечивается имитация периодического включения фотодиода.

При установке переключателя S₁ в положение «НАРУШЕНИЕ» имитируется пересечение нарушителя охранного луча, то есть отсутствие сигнала на входе приемника.

Экспериментальное определение значения r14-1

Вначале надо измерить напряжение в базе (U_б) и в эмиттере (U_вых) транзистора VT3 при отключенном фотодиоде (берем R_14-1 =1000 МОм) и включенном фотодиоде (берем R_14-1= 1 Ом). Для того чтобы контакты реле были замкнуты берем U_m=0; U_offset=4В. Значение ΔU_max определяем по формуле

∆U_max=U_{вых (при отключенном фотодиоде)} – U_{вых (при включенном фотодиоде).}

Расчетные (п. 2.4.1) и экспериментальные данные приводим в таблице 4.

Таблица 4

		Расчетные значения (В)			Экспериментальные значения (В)
Имитатор Фотодиода	R14-1	Uб	Uвых	∆Umax	Uб	Uвых	∆Umax
Отключен	1000 МОм
Включен	1Ом

Затем проведем имитацию периодического включения фотодиода с получением на выходе транзистора VT3 изменения напряжения равного n % (таблица 2) от экспериментального значения ∆U_max. Для этого установим на генераторе заданный Т, duty cycle 5%, U_m = 2В; U_offset=2В и подбором сопротивления R_14-1 добьемся на выходе VT3 значения n%∆U_вых. Обозначим это напряжение U₁. Записываем постоянное и переменное значение напряжений на выходе транзистора VT3, частоту и длительность импульса. Сравниваем полученные значения с установками на генераторе G1 и расчетным значением U₁.