4.Порядок выполнения работы

4.1.Предварительные расчеты

Согласно указанию преподавателя из табл.5.3 практикума был выбран вариант №1элементов схемы мультивибратора, который приведен в табл2. На основе этих данных перед началом лабораторной работы выполнен расчет основных параметров мультивибратора. Расчет проводился исходя из схемы мультивибратора данной на рис.1. Ниже приводятся результаты расчета .

Таблица 2

№варианта	Rк1 = Rк2 ,кОм	Rб1 =Rб2 ,кОм	С1= С2 ,мкF	Транзистор	Ek,В
1	0,5	15	0,5	BC108BP	10

Период генерируемых импульсов в симметричном мультивибраторе

T=1,4 R_б1* С₁=1,4*15*10³*0,5*10^-6=10,5*10^-3 с.

Частота следования импульсов

f=1/T=1/10,5*10^-3=95 Гц.

Длительность генерируемых импульсов

_и1= _и2=0,7 С₂* R_б2=0,7*0,5*10^-6 *15*10³=5,25*10^-3=5,25 мс.

Длительность фронтов генерируемых импульсов:

_ф= _{ф 1}= _{ф 2}=3*0,5*10^-6 *0,5*10³=0,75*10^-3=0,75 мс.

Длительность спадов импульсов

_с= _с1= _с2= *ln(β* R_k1/ β* R_k1- R_k2-R_вх).

Для расчета были выбраны: коэффициент усиления тока транзистора β=40, входное сопротивление транзистора R_вх=1,5 кОм, верхняя граница частоты транзистора f_а=5*10⁶ Гц. После подстановки этих значений в формулу для вычисления времени спада получим:

_с=(40*1/(2π*5*10⁶))*ln (40*0,5*10³)/(40*0,5*10³-0,5*10³-1,5*10³)=

=1,3*10^-6*ln 1,1=1,3*10^-6*0,095=0,12*10^-6c=120*10^-3мc.

Скважность импульсов

Q =1+ t_и1/ t_и2=2.

Расчеты велись с помощью калькулятора с сохранением четырех знаков после запятой, результаты округлялись до сотых долей числа, так что погрешностями расчета можно пренебречь. Результаты расчетов сведены в табл.3.

Таблица 3

tи ,мс	ф ,мс	с ,мс	f ,Гц	Q
5,25	0,75	120*10-3	95	2

5.Моделирование .

На экране дисплея с по помощью программы Multisim 10 cобрать схему симметричного мультивибратора с двухканальным осциллографом,позволяющим измерять параметры генерируемых импульсов. Значения элементов и тип транзисторов взять из таблицы 5.3. Подключить к выходам схемы осциллографа.Включить программу и добиться устойчивого изображения на экране осцилло­графа.

Для примера на экране дисплея с помощью программы Multisim 10 собрана виртуальная схема мультивибратора с двухканальным осциллографом, позволяющим измерять параметры генерируемых импульсов, указанные в табл. 3. Схема моделирования распечатана на принтере и приведена на рис. 4. Осциллограммы напряжений на коллекторах транзисторов показаны на рис.5, 6. Результаты измерения параметров импульсов транзисторов приведены в табл. 4,5.

Рис. 4.Электрическая схема мультивибратора в среде EWB

Рис.5. Осциллограмма напряжений на коллекторе транзистора Q₁

Рис.6.Осциллограмма напряжений на коллекторе транзистора Q₂

Транзистор VT1 (Q1) Таблица 4.

Uk1 , В	tи1, мс	ф 1 ,мс	с1 , мс	Tм, мс
10	5,2	0,4	~ 0,2	10,8

Транзистор VT2 (Q2) Таблица 5.

Uk2 , В	tи2 ,мс	ф 2 ,мс	с2 , мс	Tм, мс
10	5,5	0,6	~ 0,2	10,8

При определении временных интервалов по оси абсцисс погрешность замеров на экране осциллографа XSC1 составляет примерно ∆t=0,2 мс, что соответствует половине цены малого деления на координатной сетке. По оси ординат погрешность измерения напряжений равна также половине цены малого деления ∆U=0,4/2=0,2 В.

Частота колебаний мультивибратора при моделировании

f_м=1/T_м=1/10,8*10^-3=93 Гц.

Погрешность измерения длительности периода колебаний ∆ t=+-0,2 мс. Так как определение частоты относится к косвенным измерениям (окончательный результат вычисляется по формуле), то абсолютная погрешность частоты определяется (табл.1) по формуле:

ΔА= Δf_м=1/T_м*Δt/ T_м=1/(10,8*10^-3)*0,2/10,8=1,7 Гц.

Относительная погрешность измерения частоты в процентах при моделировании:

δ f_м=∆f_м/f_м*100%=1,8%.

Отклонение частоты колебаний мультивибратора полученной при моделировании от расчетной (табл.3) в худшем случае составляет

∆f=f-f_м=95-93=2 Гц.

Относительная погрешность отклонения частоты моделирования от расчетной равна:

δ f=(∆ f/f)*100%=(2/95)*100=2%.

Абсолютная погрешность измерения амплитуды импульса равна +-0,2 В. Поэтому относительная погрешность измерения амплитуды в процентах

δ U=∆U/U_k1=0,2/10*100%=2%.

Скважность генерируемых импульсов

Q =1+ t_и1/ t_и2=1+(5,2/5,5) ~2.

Если выходным импульсом мультивибратора будет, например, будет импульс с транзистора VT2(Q2), то относительная погрешность измерения его длительности :

δ t_и2=(∆t/ t_и2)*100%=(0,2/5,5)*100%=3,6%.

Относительная погрешность измерения фронта импульса на транзисторе VT2(Q2):

δ _{ф 2} =(∆t/ _{ф 2})*100%=(0,2/0,6)*100%=33%.

Относительная погрешность измерения длительности спада импульса на транзисторе VT2(Q2)

δ _с=(∆t/ _с2) *100%=100%.

Значение всех погрешностей измерения сведены в табл.6

Таблица 6.

δU1 ,%	δ tи2 ,%	δ ф2 ,%	δ f м ,%	δ с ,%	δ Q,%
2	3,6	33	1,8	100	3,5