Варианты заданий

Номер варианта	F, Гц	Коэффициент заполнения	U­0, В	ИС, К155
1	10k	0,5	0,2	ЛА1
2	12k	0,6	0,2	ЛА3
3	14k	0,7	0,2	ЛА4
4	16k	0,8	0,4	ЛЕ1
5	18k	0,4	0,4	ЛЕ4
6	20k	0,3	0,4	ЛА3
7	22k	0,2	0,4	ЛА1
8	24k	0,5	0,3	ЛА4
9	26k	0,6	0,3	ЛЕ1
10	28k	0,7	0,3	ЛЕ4

Рис. 3.1.1 Временная диаграмма сигналов на входе и выходе логической схемы

(Инвертора).

Рис. 3.1.2 Измерение t¹⁰ по осциллограмме

Рис. 3.1.3 Измерение t_.р Рис. 3.1.4 Измерение t¹⁰_з.р

По осциллограмме. По осциллограмме. Лабораторная работа 2. Исследование работы формирователя логического сигнала 1-го типа

Цель работы: экспериментальное изучение схем ФЛС первого типа.

С помощью рабочей станции можно снять следующие статические характеристики исследуемой схемы:

1. U_вых = f(U_вх) – передаточная характеристика (ХВВ);

2. I_ВХ=f(U_вх) – входная характеристика;

3. U⁰_вых = f (I_H) – выходные характеристики, нагрузочные U¹_вых = f (I_н) для 0 и 1 на выходе.

В качестве исследуемых схем могут подключаться приставки с формирователями логических сигналов (ФЛС) или приставки с какими либо другими приемниками сигналов (ПС).

При проведении статических экспериментов необходимо знать следующие характеристики исследуемой схемы: полярность и максимальное значение входного напряжения и выходного напряжения; направление и максимальную величину входного тока и тока нагрузки. Перед началом эксперимента необходимо установить требуемые диапазон и полярность на измерительных приборах.

Меняя величину нагрузки, можно изменять величину тока нагрузки.

Подготовка к лабораторной работе

1. В соответствии с заданным вариантом рассчитайте схему инвертора в следующем порядке:

• расчет величины R_K и выбор Е_п;

• расчет требуемого тока базы;

• расчет величины Rl, R2 и выбор Е₆.

При выполнении расчетов все параметры транзисторов и схем берутся без знака.

2. Выбор величины питания осуществляется исходя из параметров сигнала U¹<E_n. В стенде NI ELVIS имеются: +5 В, ±15 В, 0…+12 В на выводе SUPPLY+, 0…-12 В на выводе SUPPLY-.

3. Величина R_K вычисляется исходя из того, что величина напряжения на выходе закрытого транзистора должна быть не меньше U¹_мин, а ток через открытый транзистор не должен превышать ток коллектора допустимый.

4. Внутри диапазона возможных значений R_K выбираем значение в середине диапазона. Если невозможно выделить некоторый диапазон для R_K, следует либо увеличить номинал Е_п, либо изменить в исходном задании некоторые данные, например U¹_мин.

5. Вычисление требуемого тока базы выполняется по выражению . Для надежного включения рекомендуется обеспечить степень насыщения S = 1,5.

6. Величина Е_б выбирается как минимальное из удовлетворяющих неравенству .

7. Расчет R1, R2 выполняется путем построения области допустимых значений R1, R2 и последующего выбора номиналов резисторов внутри этой области. Если область окажется слишком узкой, величину Е₆ следует взять больше.

8. Область допустимых значений R1, R2 строится на основании неравенств (2.12) [4] и (2.17) [4]. Величины R1, R2 выбираются в центре области (точка Е) рис. 2.15[4] обычно так, чтобы R1 было не более 15К, a R2— не более 320К. Если выбрать в области точку А (резисторы низкоомные) — повышается быстродействие, если точку С - - понижается мощность, потребляемая схемой. Чем дальше от границы области выбрана точка, тем больше помехоустойчивость схемы.

9. Выбором величин R1, R2 расчет схемы заканчивается. После расчета схемы необходимо определить такие параметры схемы, как нагрузочная способность, помехоустойчивость и быстродействие.

10. Нагрузочная способность - это максимальный ток, отдаваемый в нагрузку (I_{н. макс.}). Его величина для рассчитанной схемы определяется из выражения (2.3) [4].

    • Коэффициент разветвления по выходу п = I_{н. макс}/I_вх.

    • Величина входного тока I_вх определяется из (2.10) [4].

11. Рассчитанные значения заносятся таблицу 2.1.

Нагрузочная способность

Таблица 3.2.1.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
I1н макс
I1вх
N

11. Помехоустойчивость определяется на основании ХВВ схемы. Для построения ХВВ вычисляется граничное значение 0 и 1 на входе схемы. Из (2.19) [4] рассчитываем U¹_rp, а из (2.20) [4] рассчитываем U⁰_гр .

12. Величины сигналов на выходе: U⁰_вых = U_кэн, U¹_вых = Е_П -I_коR_K  Е_П.

13. Используя рассчитанные значения U⁰_{вых ,} U¹_вых, U⁰_гр ,U¹_rp строим ХВВ (рис. 2.20) [4] и вычисляем величины помехоустойчивости U⁰_П и U¹_П .

14. Рассчитанные значения заносятся таблицу 2.2.

15. Фактически, помехоустойчивость в схеме больше, так как вместо U°_макс в реальной схеме на выходе открытого транзистора U_кэн < U°_макс и вместо U¹_мин на выходе закрытого транзистора  Е_п.

Помехоустойчивость

Таблица 3.2.2.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
U0гр, В
U1гр, В
U0П, В
U1П, В

11. Быстродействие схемы оценивается как следующая совокупность параметров сигнала: (t⁰¹, t¹⁰, t_p, t⁰¹_зр, t¹⁰_з.р). Значения параметров t⁰¹, t¹⁰, t_p вычисляются исходя из того, что к схеме емкостная нагрузка не подключена.

12. Величина

13. Быстродействие транзистора

14. Ток I_б1 - включающий ток определяется из выражений (2.9)-(2.11) [4].

15. Величина

16. Выключающий ток

Знак «-» или « + » в выражении зависит от направления тока I_вх, которое, в свою очередь, определяется тем, какой потенциал, U° или U_бэн, более положителен.

11. Величина

12. Рассчитанные значения заносятся таблицу 2.3.

Быстродействие

Таблица 3.2.3.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
t01, мкс
t10, мкс
tр, мкс
t01зр, мкс
t01зр, мкс