Расчет параметров ждущих генераторов

1. Используя ранее найденные значения параметров элементов для мультивибратора на ОУ (см. рис. 2.9,а) из уравнения (2.18) находят t_и, а из уравнения (2.19) - время восстановления t_в.

2.Элементы дифференцирующей цепочки для всех схем одинаковы и имеют параметры С_диф - 100 пФ, P_р = 10 кОм.

3.Для одновибратора на таймере находим t_и, из уравнения (2.20), подставив в него ранее найденные R₃ и С.

2.3.2. Порядок выполнения работы

1.По полученным у преподавателя исходным данным во внеаудиторное время рассчитайте параметры элементов схем.

2.Соберите выпрямители по схемам рис. 2.1,а и в. Подайте напряжение питания ОУ Е₀₁ и - Е₀₂ на макет, подключите к нему генератор синусоидальных колебаний Е_с. Подсоедините входы обоих выпрямителей к источнику Е_с, а осциллограф - к выходу точного выпрямителя.

3.При необходимости произведите настройку точного выпрямителя, а затем, изменяя напряжение сигнала от 10 мВ до 1,5...2В, снимите характеристики U_вых(Е_с) у обеих схем. При снятии характеристик проследите, чтобы наибольшее число точек приходилось на начальные нелинейные участки характеристик. Посмотрите, чем отличается напряжение на выходе ОУ от U_вх.

4.Выключите напряжение питания ОУ и соберите усилитель-ограничитель (рис. 2.2,а). Подавая постоянное напряжение разной полярности на его вход (от регулируемого источника постоянного напряжения 30В через потенциометр 20 кОм), настройте усилитель, т.е. добейтесь того, чтобы и отличались от заданных не более, чем на 15%.

5.Снимите характеристику , выбрав число точек, обеспечивающее достаточно точное построение всей характеристики. Подайте на вход усилителя напряжение от генератора синусоидальных колебаний. Постепенно увеличивая амплитуду сигнала, определите с помощью осциллографа момент наступления ограничений. Зарисуйте осциллограмму. Сравните экспериментальную зависимость с заданной, отметьте результат сравнения в выводах, по работе.

6.Отключите напряжение питания ОУ. Соберите устройство сравнения по рис.2.3,а, подав напряжение дополнительного источника постоянного напряжения через потенциометр 20 кОм, а напряжение Е_с - от источника Е₀₁ и также через потенциометр 20 кОм, подайте питание на ОУ и снимите характеристику . Сопоставьте расчетное и экспериментальное значение Е_с1. В выводах по работе отразите результат сравнения.

7.Отключите питание ОУ. Не разбирая схему сравнения, соберите сравнивающее устройство на компараторе (см. рис. 2.3,в). Подайте питание и снимите характеристику . Очевидно, достаточно измерить 4...5 точек. Сравните экспериментальное точки с расчетными.

8.Подайте поочередно синусоидальные колебания на входы сравнивающих устройств и сопоставьте их время переключения. Отразите' в выводах по работе результат сопоставления.

9. Соберите триггер по схеме рис. 2.4,а. Подайте на вход синусоидальное напряжение Е_с и, меняя его амплитуду, определите с помощью осциллографа пороги срабатывания Е_с1 и Е_с2, сравните их с заданными и при отличии их более, чем на 15% подстройте, изменяя сопротивление R₃. Постройте характеристику . Зарисуйте полученную осциллограмму в масштабе, позволяющем измерить время переключения триггера.

10. Подключите диод в цепь отрицательной обратной связи и сопоставьте осциллограммы выходных импульсов триггера с полученными в предыдущем пункте. Результаты сопоставления отразите в выводах по работе.

11.Соберите триггер на компараторе (рис. 2.4,в). Подайте на его вход синусоидальное напряжение. Изменяя его амплитуду, определите с помощью осциллографа пороги и время переключения триггера. Постройте характеристику .

12._:В рамках усиленной подготовки соберите устройство выбора максимального напряжения (см. рис. 2.5), используя в качестве Е_с1 синусоидальное напряжение, а в качестве Е_с2 - напряжение, равное U_оп. Резистор R₄ соберите из двух: одного с сопротивлением, меньшим R₂, а второго с переменным сопротивлением 20 кОм. Настройте устройство согласно методике, изложенной в данном параграфе. Зарисуйте осциллограммы выходного напряжения при Е_с2, равном U_оп и 0,5 U_оп.

13.Соберите схему мультивибратора по рис. 2.6,а (не забудьте подать напряжения питания на макет в соответствии с паспортными значениями +Е₀₁и – Е₀₂ для заданных микросхем). Измерьте длительность импульсов t_и1 и t_и2. Если они отличаются от расчетных более, чем на 15%, то следует изменением R₃или С добиться заданных значений.

14.Установите Е₀₁=0,1Е₀₁. Измерьте t_и1,t_и2 и сопоставьте их с теоретическими значениями, вычисленными по уравнениям (2.11) и (2.12).

15. Установите Е₀₁равным номинальному значению. Увеличьте R₃и С до максимальных значений, имеющихся на макете. Измерьте t_и1 и t_и2. Сделайте вывод о минимальной частоте работы мультивибратора.

16. Соберите мультивибратор по схеме, изображенной на рис.2.7. Измерьте t_и1 и t_и2.При отличии t_и1 больше, чем на 20% следует настроить схему и добиться заданного t_и2 путем изменения R₄. Сравните t_и1 с полученным экспериментально.

17.Уменьшите R₄ до 2 кОм и измерьте t_и2, Сделайте вывод: какова минимально возможная длительность t_и2 и чем она ограничена (обратите внимание на неравенство времени нарастания и спада импульса). Какова максимальная "частота работы мультивибратора на данном этапе ОУ?

18. Соберите мультивибратор на таймере (рис. 2.8). Измерьте t_и1 и t_и2 и сравните с заданными. Увеличьте С, R₃ и R_t до максимальных значений, имеющихся на макете. Измерьте t_и1 и t_и2 и сделайте вывод о минимально возможной частоте работы мультивибратора.

19. Соберите ждущий генератор (рис. 2.9,а), добейтесь устойчивости его работы, регулируя амплитуду запускающего импульса U₃. Измерьте длительность импульса t_и, зарисуйте форму импульсов на инвертирующем и неинвертирущем входах, а также на выходе генератора.

20. Соберите ждущий генератор по схеме рис. 2.10,a и настройте его. Следите за тем, чтобы запускающий импульс изменялся от значений, больших Е₀₁/З, до значений, меньших 2Е₀₁/З (см. рис. 2.10,б). Измерьте время t_и, время нарастания и спада импульса. Сделайте вывод о минимальной длительности генерируемых, импульсов.

21. Исследуйте работу одновибратора на таймере при запуске его от мультивибратора на ОУ (рис. 2.11). Дифференцирующая цепочка должна обеспечивать на входе 2 таймера положительный импульс.

Подключите в качестве нагрузки светодиод, имеющийся на макете. Его отключают через ограничительное сопротивление, значение которого рассчитывают из , где -ток светодиода. Для большей наглядности работы светодиода уменьшите частоту работы мультивибратора до 1 Гц.