Тема заняття- Дослідження автоколивальних та ждучих мультивібраторів на операційних підсилювачах 2
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Інструкційна картка для проведення практичного завдання № з дисципліни «Комп’ютерна електроніка »
1.Тема заняття: Дослідження автоколивальних та ждучих мультивібраторів на операційних підсилювачах
2.Робоче місце: Дослідження автоколивальних та ждучих мультивібраторів на операційних підсилювачах
3.Мета роботи: вивчення принципів, методів розрахунку і особливостей настроювання автоколивальних та ждучих мультивібраторів, набуття навичок реалізації їх на операційних підсилювачах навичок конструювання та дослідження їх в реальних умовах.
4. Матеріально – технічне оснащення робочого місця:
1) персональний комп’ютер
2) програмного комплексу Electronics Workbench.
3) інструкційні картки
5. Правила з охорони праці на робочому місці: інструкція №1, інструкція № 2 з охорони праці на практичному занятті.
6. Зміст та послідовність виконання завдання:
Теоретичні відомості
Розглянемо принцип дії автоколивального мультивібратора (АМ) на ОП. АМ - це генератор сигналів прямокутної форми. Його схема (рис.1) схожа на схему компаратора з гістерезисом, тільки на відміну від останнього тут замість генератора вхідної напруги стоїть конденсатор.
Резистори R1 і R2 створюють подільник напруги, частина вихідної напруги з якого подається зворотно на неінвертувальний вхід.
Рисунок 1 - Схема мультивібратора на ОП
При Uвих=+Uнас напруга зворотного зв’язку називається верхньою пороговою напругою і визначається за формулою:
(.1)
Коли Uвих=+Uнас, тоді струм І через Rзз заряджає конденсатор С. Заряд відбувається до того часу поки Uc<Uп.в.. а на виході зберігається напруга +Uнас.
В момент заряду конденсатора до величини Uc дещо більшої Uп.в. напруга на інвертувальному вході стає позитивною по відношенню до напруги на неінвертувальному вході. При цьому схема перемикається і Uвих змінюється від рівня +Uнас до -Uнас рівня, на неінвертувальному вході у цьому випадку буде підтримуватися від’ємний потенціал
(2)
В момент перемикання схеми в стан UВИХ=-UНАС (рис.2) початкова напруга на конденсаторі UП.В. і через нього буде протікати струм, перезаряджаючий його до UП.Н.
Рисунок.2 - Часова діаграма роботи мультивібратора на ОП
В момент коли Uc стає нижче напруги зворотного зв'язку Uп.н. схема перемикається в стан Uвих=+Uнас. Схема повертається в початковий стан. Конденсатор С має початковий заряд Uп.н., він буде розряджатися від Uп.н. –до нуля і перезаряджатися знову до Uп.в.
Для визначення періоду коливань скористаємося рівнянням для часу переривання експоненційного процесу
(3)
де Хо, Хn - відповідно початкове і кінцеве значення фізичної величині на інтервалі tП, X - асимптотичне значення фізичної величини.
Оскільки t1=t2 то період коливань
(4)
Частота генерації:
. (5)
Принцип роботи ждучого мультивібратора (ЖМ). Як відомо, тривалість імпульсу ЖМ залежить тільки від зовнішніх елементів, увімкнених до ОП. З рис.13.3 видно, що ЖМ спрацьовує по негативному фронту вхідного імпульсу Евх., тривалість якого може бути більшою або меншою власної тривалості вихідного імпульсу одновібратора.
Рисунок.3 – Часові діаграми роботи одновібратора на ОП
Розглянемо режими роботи ЖМ, схема якого зображена на рис.4.
Режим очікування. На неінвертувальний вхід ОП з подільника R1,R2 потрапляє напруга зворотного зв'язку Uп.в. значення якої визначається рівнянням:
(6)
Діод VD1- фіксує на вході позитивну напругу на рівні 0,5В. При цьому напруга на неінвертувальному вході позитивна по відношенню до напруги на інвертувальному вході і ОП підсилює цю диференційну вхідну напругу, Uвих=+Uнас
Рисунок 4 – Схема одновібратора на ОП
Перехід в стан витримки. Якщо вхідний сигнал являє собою постійну напругу з встановленим значенням, то на неінвертувальному вході зберігається позитивний відносно інвертувального входу потенціал і Uвих=+Uнас. Якщо ж Евх стрибком стає негативним і приймає пікове значення Евх і |Eвхпік |>|Uп.в | на неінвертувальному вході падає нижче рівня напруги на інвертувальному вході. Вихід схеми перемикається Uвих=-Uнас і ЖМ переходить в режим витримки.
Режим витримки - нестійкий стан у якому ЖМ не може довго перебувати. Розглянемо особливості цього режиму. З подільника R1, R2 на неінвертувальний вхід потрапляє від’ємна напруга Uпн. Схема перемикається в стан Uвих=+Uнас. Це момент закінчення циклу роботи ЖМ; вихідний імпульс закінчився і схема повернулася до стійкого стану. Діод VD1 від’єднав коло запуску від одновібратора на час генерування імпульсу. Щоб отримати одновібратор генеруючий позитивний імпульс при збудженні позитивним вхідним сигналом, достатньо змінити полярність увімкнення діодів.
Для визначення тривалості імпульсу і часу відновлення скористаємося формулою для визначення часу переривання експоненційного процесу. За час генерування імпульсу напруга на С змінюється від 0,5В до Uпн., тоді
(7)
Порядок виконання роботи
1. Запустіть Electronics Workbench.
2. Підготуйте новий файл для роботи. Для цього необхідно виконати такі операції з меню: File/New і File/Save as. При виконанні операції Save as буде необхідно вказати ім'я файлу і каталог, у якому буде зберігатися схема.
3. Зібрати схему мультивібратора, приведену на рис.13.5, де R1=30кОм, R2=2.4кОм, RЗЗ=150кОм, C=0,47мкФ.
Рисунок 5 – Схема мультивібратора на ОП
4. Зібрати схему одновібратора, приведену на рис. 6. R1=30кОм, R2=2,4кОм, R33=220кОм, C=0,47мкФ, CВХ=22нФ; RВХ=2,2кОм.
Рисунок 6 – Схема одновібратора на ОП
5. Коли схема зібрана і готова до запуску, натисніть кнопку ввімкнення живлення на панелі інструментів. У випадку серйозної помилки в схемі (замикання елементу живлення накоротко, відсутність нульового потенціалу в схемі) буде видано попередження.
6. Зробіть аналіз схеми, використовуючи інструменти індикації. Виклик термінала здійснюється подвійним натисканням клавіші миші на елементі. У випадку потреби можна скористатися кнопкою Pause.
7. При необхідності зробіть доступні аналізи в розділі меню Analysis.
8. Занесіть пояснення щодо створення схем у звіт.
9. Зробіть висновки.
7. Закріплення набутих вмінь і навичок: усне опитування, перевірка практичних навиків роботи
Контрольні запитання
1. Приведіть часові діаграми автоколивального і ждучого мультивібратора на ОП в різних точках схеми.
2. Поясніть призначення ланки Свх-Rвх ждучого мультивібратора на ОП.
3. Як змінити полярність генерованих імпульсів в схемі ЖМ на ОП.
4. Як пояснити присутність tф і tс в генерованих імпульсах.
5. Як можна змінити тривалість генерованих позитивних імпульсів в схемі МВ на ОП, не змінюючи при цьому тривалість негативного імпульсу.
8.Після виконання завдань студент повинен:
Знати:
Вміти:
9. Домашне завдання:
- написати протокол на наступне заняття;
- повторити тему
Література
Інструкційна картка складена викладачем
Григор’євою О.В.______________________
PAGE - 91 -
EMBED Visio.Drawing.6
EMBED Visio.Drawing.6
2. Пренатальная (дородовая) диагностика.html
3. Жив він бідно як звичайний мужик в невеликому старому будинку де була одна лише кімната і в цій кімнаті міс.
4. Регулировщик Верхнедонской гимназии Ростовской области Руководитель- Чумаченко В
5. Доклад- Тмин обыкновенный
6. Уровень обслуживания покупателей зависит от- скорости выполнения товара; возможности доставки по за
7. Трудовые ресурс
8. Редактирование художественной литературы на примере произведения Ричарда Баха Чайка Джонатан Ливингстон
9. .Кризис идентичности.
10. ПИТАННЯ ДО ЕКЗАМЕНУ З ПСИХОЛОГІЇ
11. а 5а 5б 5в 5д
12. тема государственного управления 1 Государственное управление как социальное и системное явление Воздей
13. Клон и Баня обе 1929.
14. Корсика
15. Организация и планирование заработной платы на предприятии.html
16. Добре бачить тільки серце найголовнішого очам не видно Екзюпері Охороняти природу значить охороняти Б.html
17. Генетика ботаника со многими ее разветвлениями агрономия теория селекции география растений это далек
18. Вариант определяется по последней цифре зачетной книжки
19. по первичному натяжению без нагноения при слабо выраженных явлениях серозного воспаления; 2 по вторичному
20. Основное производство субсчет 2 Животноводство в ООО Соколовское