Часть третья генераторы линейно изменяющегося напряжения в программной среде ewb

Рабочее задание при выполнении лабораторных работ «Генераторы линейно изменяющегося напряжения» на компьютере.

1. В программной среде EWB, используя меню «File-open»,

найти на жестком диске D папку «Lab.l» и загрузить файл «GLIN1» (рис. 6.15). Это схема генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) на основе операционного усилителя. Схема содержит операционный усилитель ОУ1, цепь зарядки конденсатора C1 постоянным током (E1, R1, C1 и ОУ1), разрядный ключ на МДП транзисторе, который управляется внешним генератором прямоугольных сигналов и цепь регулировки скорости зарядки конденсатора (E2, E3, R2, R3 и R4). Когда разрядный ключ разомкнут, идёт зарядка конденсатора С1 постоян-

н ым током (рабочий ход), и напряжение на выходе ОУ1 изменяется (нарастает) по линейному закону. Отклонение от линейного закона характеризуется коэффициентом нелинейности. Для исследуемой схемы можно определить: ,

где - максимальное напряжение на выходе ОУ в конце рабочего хода; (рис. 6.1); - коэффициент усиления ОУ (см. параметры ОУ). Нелинейность выходного напряжения схемы определяется неидеальностью операционного усилителя, в частности конечным значением его коэффициента усиления. В то время, когда разрядный ключ замкнут, происходит разрядка конденсатора С1, то есть формируется обратный ход генератора линейно изменяющегося напряжения. Цепь регулировки позволяет устанавливать на выходе ОУ некоторое положительное (отрицательное) напряжение и тем самым замедлять (ускорять) процесс зарядки конденсатора.

2 . Используя меню «Analysis» и подменю «Transient» с уста-

новками TSTART=59,5 мс и TSTOP=60 мс провести анализ работы ГЛИН (см. рис. 6.16).

С помощью вертикальных линий визиров:

а) измерить высокий и низкий уровни управляющего напряжения, подаваемого на затвор МДП-транзистора и ;

б) измерить длительности импульса и паузы управляющего напряжения и . Записать полученные значения;

в) измерить максимальное выходное напряжение ГЛИН , длительности рабочего и обратного хода ;

г) зарисовать осциллограммы управляющего и выходного напряжения ГЛИН и ;

д) дважды щёлкнуть левой кнопкой мыши на операционном усилителе. В открывшемся окне нажать на кнопку «Edit». Запишите параметр ОУ «Open-loop gain». Подсчитать коэффициент нелинейности ГЛИН.

е) изменяя величину резистора R2 в большую и меньшую сторону, добиться увеличения и уменьшения скорости зарядки конденсатора. Зарисовать все полученные осциллограммы ;

ж) изменяя параметры управляющего генератора, добиться изменения длительности рабочего и обратного хода. Пояснить связь между скоростью зарядки конденсатора и длительностью рабочего хода.

3. В качестве контрольного задания предлагается проанализировать работу ГЛИН с токостабилизирующим элементом (рис. 6.17) и автоколебательного ГЛИН (рис. 6.18). Для чего в окне программной среды EWB собрать эти схемы с номиналами элементов, указанными на рисунках, при помощи двухлучевого осциллографа проверить работоспособность схем и определить нужные временные интервалы (TSTART, TSTOP), необходимые для последующего анализа. Используя меню «Analysis» и подменю «Transient», получить временные зависимости напряжений во всех узлах схемы.

С помощью вертикальных линий визиров провести следующие измерения:

а) измерить максимальное и минимальное напряжение на выходе ГЛИН ( и );

б) измерить период повторения пилообразного напряжения T, подсчитать скорость изменения выходного напряжения , коэффициент нелинейности ГЛИН.

Используя меню «Analysis» и подменю «Parameter Sweep» и «Transient», в схеме ГЛИН на рис. 6.17 исследовать зависимость длительности рабочего хода от величины тока токостабилизирующего элемента, а в схеме ГЛИН на рис. 6.18 – зависимости длительностей рабочего и обратного хода от значения резистора в цепи обратной связи ОУ.

О формленный отчёт по работе должен содержать исследуемые схемы ГЛИНов, снятые осциллограммы, все измеренные величины.