скачать ^ 1. Цель работы:Изучение характеристик компаратора, триггера Шмитта, автогенераторного и ждущего мультивибраторов. ^ Импульсный (нелинейный) режим работы ОУ. При работе ОУ в импульсном режиме усилитель работает на нелинейном участке амплитудной характеристики и напряжение на выходе меняется скачком. При этом, учитывая двуполярное питание ОУ, выходное напряжение может быть как ![]() ![]() 2.1. Компаратор Компаратор это устройство (Рис.1а), осуществляющее сравнение измеряемого входного напряжения (^ вх) с опорным напряжением (Uоп) (Рис.1б). При их равенстве состояние на выходе компаратора (Uвых) меняется. Если Uоп = 0, то компаратор фиксирует момент перехода входного напряжения через нуль и называется нуль-орган. ![]() ![]() а) б) Рис.1 При охвате компаратора положительной обратной связью, характеристика Uвых=f(Uвх) будет обладать гистерезисом (Рис.2б), т.е. напряжение срабатывания (Uср) и отпускания (Uотп) не равны. Такая схема получила название триггер Шмита (Рис.2а). ![]() ![]() а) б) Рис.2
Мультивибратор предназначен для генерирования прямоугольных импульсов напряжения. Он обладает двумя неустойчивыми состояниями, работает в режиме самовозбуждения и не требует внешнего входного сигнала. ^ , у которого длительность импульса и паузы равны (Рис.3б) и определяются по формуле: ![]() ![]() ![]() а) б) Рис.3 может быть построен на основе ОУ с положительной обратной связью и времязадающей цепью R3C, подключенной к инвертирующему входу (Рис.3а). Введение диодов в схему позволяет изменять соотношение между длительностью импульса и паузой (tи tп, Рис.4б): ![]() ![]() Такое устройство получило название несимметричный мультивибратор (Рис.5.9а). ![]() ![]() а) б) Рис.4
Ждущий мультивибратор (Рис.5а) предназначен для формирования прямоугольного импульса напряжения необходимой постоянной длительности ![]() при воздействии на вход схемы короткого запускающего импульса uвх (Рис.5б). ![]() ![]() а) б) Рис.5 ^ 1 часть. Исследование компаратора. Соберите схему компаратора (Рис.6). ![]() Рис.6 Опыт №1. Исследование статических свойств компаратора. Используя в качестве источника сигнала ^ вх, снимите статическую характеристику компаратора Uвых=f(Uвх) (смотрите методику снятия статической характеристики). Постройте с учетом масштаба статическую характеристику Uвых=f(Uвх). Опыт №2. Исследование динамических свойств компаратора. 1. Измените и дополните схему компаратора (Рис.7). ![]() Рис.7. 2. Используя в качестве источника входного сигнала функциональный генератор, установите синусоидальное напряжение uвх=10В и наблюдайте на экране осциллографа входное uвх и выходное uвых напряжения компаратора (смотрите методику работы с функциональным генератором и осциллографом). 3. Зарисуйте осциллограммы входного uвх и выходного uвых напряжений компаратора с учетом масштаба. 2 часть. Исследование триггера Шмита. Соберите схему триггера Шмита (Рис.8). ![]() Рис.8 Опыт №1. Исследование статических свойств триггера Шмита. 1. Используя в качестве источника сигнала Eвх, снимите статическую характеристику триггера Шмита Uвых=f(Uвх) (смотрите методику снятия статической характеристики). 2. Постройте с учетом масштаба статическую характеристику Uвых=f(Uвх). Опыт №2. Исследование динамических свойств триггера Шмита. 1. Измените и дополните схему триггера Шмита (Рис.9). ![]() Рис.9 2. Используя в качестве источника входного сигнала функциональный генератор, установите синусоидальное напряжение uвх=10В и наблюдайте на экране осциллографа входное uвх и выходное uвых напряжения триггера Шмита (смотрите методику работы с функциональным генератором и осциллографом). 3. Зарисуйте осциллограммы входного uвх и выходного uвых напряжений триггера Шмита с учетом масштаба. 3 часть. Исследование мультивибратора. Соберите схему мультивибратора (Рис.10). ![]() Рис.10 1. Наблюдайте на экране осциллографа входное uвх и выходное uвых напряжения мультивибратора (смотрите методику работы с осциллографом). 2. Зарисуйте осциллограммы входного uвх и выходного uвых напряжений мультивибратора с учетом масштаба. 3. Изменяя величины R1 и C, наблюдайте изменение длительности импульса. 4 часть. Исследование ждущего мультивибратора. Составьте схему ждущего мультивибратора (Рис.11). ![]() Рис.11. 1. Наблюдайте на экране осциллографа входное uвх и выходное uвых напряжения ждущего мультивибратора (смотрите методику работы с осциллографом). 2. Зарисуйте осциллограммы входного uвх и выходного uвых напряжений ждущего мультивибратора с учетом масштаба. 3. Изменяя величины R1 и C, наблюдайте изменение длительности импульса. ^ 4.1. Методика снятия статических характеристик. При снятии статической характеристики необходимо установить опорное напряжение с помощью источника постоянного напряжения Eо и изменять напряжение на входе Uвх. Для этого открываем диалоговые окна источников постоянного напряжения Eо и Eвх при помощи правой кнопки мыши. В следующих окнах нажимаем кнопки Component Properties и Value, чем и устанавливаем необходимые напряжения. ![]() ![]() Нажав в правом верхнем углу клавишу ![]() ^ Таблица
4.2. Методика работы с функциональным генератором и осциллографом. П ![]() Нажав в правом верхнем углу клавишу ![]() ^ ![]() ^ Ground (Земля), Trigger (Синхронизация), Channel A (Канал А), Channel B (Канал B). Развертка по времени (Time base) задается соответствующими клавишами. В данном конкретном случае имеем 1,00ms/div, т.е. 1,00миллисекунда на 1деление. Вертикальная развертка задается отдельно по каждому каналу. В данном конкретном случае имеем 5V/div, т.е. 5 вольт на 1деление и 10V/div, т.е. 10 вольт на 1деление. На экране осциллографа изображены две кривые отображающие входное и выходное напряжения триггера Шмита. ![]() ^ Expand (Увеличение) и тогда появится увеличенное изображение панели осциллографа, которое имеет дополнительные элементы для измерения. На экране осциллографа появляются две вертикальные черты, которые можно передвигать с помощью левой кнопки мыши, тем самым, устанавливая место измерения. В дополнительных окнах появляются координаты отмеченных позиций. ^ напряжение срабатывания Uср = VA1=9.9699V и напряжение отпускания Uотп = VA2=-4.8087V.
|