3. Предварительное расчётное задание
Каждый студент по указанию преподавателя должен выполнить один из пунктов расчётного задания согласно варианту из табл. 6.2 или 6.3.
3.1. Для схемы простейшего ГЛИН на основе интегрирующей RC-цепи (ключ на ИЛЭ D1.1, (R1+R2)-C2 на рис. 59) определить коэффициент нелинейности КН, максимальную амплитуду выходного линейно изменяющегося напряжения во время рабочего хода UМАКС и время обратного хода tОБР при следующих параметрах схемы: R1=30 кОм, С2=68 нФ. Величину β и значение включающего тока базы выходного транзистора микросхемы D1.1 принять равными: =50, IБ=25 мкА. Сопротивление резистора R2 и время рабочего хода tРАБ заданы в табл. 6.2.
Таблица 6.2
вариант Параметр |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
R2, кОм |
10 |
40 |
15 |
45 |
25 |
65 |
5 |
20 |
30 |
60 |
35 |
55 |
20 |
tРАБ, мкс |
500 |
200 |
750 |
160 |
120 |
330 |
250 |
100 |
150 |
300 |
130 |
215 |
150 |
3.2. Определить коэффициент нелинейности КН и время рабочего хода tРАБ для ГЛИН на основе токостабилизирующего элемента, выполненного на транзисторе VТ1, резисторах (R3+R4) и конденсатора С3 (рис. 59) при следующих параметрах схемы: ЕП1=+15 В, ЕП2=-15 В, R11=1,0 МОм, VT1 – биполярный транзистор КТ3I2Б, UВЫХ - максимальная амплитуда выходного напряжения (см. значения в табл. 6.3).
Таблица 6.3
вариант параметр |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
R3+R4 кОм |
51 |
33 |
42 |
68 |
56 |
100 |
75 |
60 |
40 |
30 |
33 |
51 |
48 |
С3, мкФ |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,15 |
0,25 |
0,05 |
0,35 |
0,45 |
0,65 |
U ВЫХ, В |
1 |
0,5 |
1,5 |
2 |
0,75 |
1,3 |
1,2 |
1,7 |
0,8 |
0,9 |
1,1 |
1,4 |
1,6 |
4. Рабочее задание
Исследовать работу ГЛИН с помощью двухлучевого осциллографа. На левый вход осциллографа подать выходной сигнал с ГЛИН ("Вых. 1"), на правый вход - сигнал, снимаемый с выхода дифференцирующей цепи ("Вых. 2"). Амплитуды этих сиг-налов измеряются относительно нулевого потенциала на каждом из входов осциллографа (открытый вход). Положение нулевого уровня на экране осциллографа для каждого луча определяется путем подключения соответствующего входа к шине "корпус".
4.1. Исследовать работу ГЛИН на основе простой интегрирующей RC-цепи.
При выключенном переключателе SА1 (SA2-1) снять и построить зависимость амплитуды выходного напряжения UВЫХ от относительного изменения величины сопротивления резистора R2 (минимальное, среднее и максимальное значения R2), наблюдаемого на клеммах "Вых. 1" и "Вых. 2". Для указанных величин R2 измерить значения коэффициентов нелинейности КН. Для этого нужно измерить величину напряжения на выходе дифференцирующей цепи ("Вых. 2") в начале рабочего хода UНАЧ (при малой чувствительности осциллографа), а затем измерить относительное уменьшение амплитуды ΔU в конце рабочего хода (увеличив чувствительность осциллографа) (рис. 6.14).
Значение коэффициента нелинейности вычисляется по формуле:
.
Величина UНАЧ отсчитывается от нулевого уровня на экране осциллографа, положение которого определяется подключением сигнального вывода от входа осциллографа к шине "земля" при открытом входе осциллографа.
Убедиться, что изменение величины нагрузки (R11 и R12) при переключении SA3-1-2 не оказывает влияние на работу простой RC-цепи вследствие наличия буферного каскада на ОУ.
4.2. Исследовать работу ГЛИН со следящей обратной связью. Замкнуть переключатель SA1 (SA3 – любое) и измерить величину коэффициента нелинейности КН при минимальном значении сопротивления резистора R2. Зарисовать осциллограммы, наблюдаемые на "Вых. 1" и "Вых. 2".
Сравнить полученные значения коэффициентов нелинейности КН для данной схемы и простой RC-цепи (п. 4.1.).
4.3. Исследовать ГЛИН с токостабилизирующим элементом на биполярном транзисторе VТ1.
Установить переключатели в положения: SА2-2, а SА3-1.
4.3.1. Изменяя сопротивление резистора R3, получить форму выходного сигнала, когда при максимальной амплитуде отсутствует горизонтальная площадка снизу. Зарисовать осциллограммы, наблюдаемые на "Вых. 1" и "Вых. 2".
Измерить коэффициент нелинейности КН для линейно падающего напряжения согласно методике п. 4.1.
4.3.2. Исследовать влияние нагрузки на коэффициент нелинейности КН.
Установить переключатель в положение SА3-2, и вновь измерить КН согласно п. 4.1. Сравнить полученный результат КН с результатом, полученным в п. 4.3.1.
4.4. Исследовать работу автогенератора ЛИН.
Установить переключатели: SА2-3, SA3 – положение любое. Измерить амплитуду и период выходного сигнала при двух положениях переключателя SА4. Измерить КН согласно методике п.4.1. Зарисовать синхронно осциллограммы напряжений, наблюдаемых на "Вых. 1" и "Вых. 2". Клемма "Вых. 3" предназначена для внешней синхронизации работы осциллографа от схемы внутреннего автогенератора.