Одновібратор на операційному підсилювачі

Мета роботи - дослідити принцип роботи і властивості одновібратора на основі операційного підсилювача (ОП), визначити вплив параметрів компонентів схеми на параметри одновібратора.

 

Опис дослідної схеми

 

В лабораторну установку входять: універсальний лабораторний стенд «ІМПУЛЬС - М», генератор імпульсів Г5-54, осцилограф С1-55.

Досліджуваний одновібратор побудований на основі операційного підсилювача ДА1 типу LM 224 (рис.2.2). Операційний підсилювач охоплений резистивним ПЗЗ (R4, R3, R2) і резистивно-ємнісним НЗЗ (R5, R6, C2, C3). НЗЗ запізнюється в порівнянні з ПЗЗ і тому НЗЗ є ланцюгом одновібратора, який задає час. Діод VD2 забезпечує загальмований стан схеми, в якому ОУ перебуває в режимі негативного обмеження. Вхідні імпульси надходять на ОУ через диференційний ланцюг R1, C1 і діод VD1. У схемі використовується ОУ з однополярним живленням 5В. Для правильної його роботи потрібна віртуальна земля, яку можна отримати, застосовуючи дільник напруги на резисторах R11, R12.

 

Рисунок 2.2

 

 

Домашнє завдання

 

1. Вивчити роботу одновібратора на основі ОУ (В.И. Зубчук, В.П. Сигорский, А.Н. Шкуро «Справочник по цифровой схемотехнике», 1990; В.М. Рябенький, В.Я. Жуйков, В.Д. Гулий «Цифрова схемотехніка», 2009).

2. Визначити тривалість вихідного імпульсу одновібратора для чотирьох значень постійної часу (перемикачі П1 та П3) ланцюга НЗЗ.

3. Визначити найбільший час відновлення одновібратора.

Робоче завдання

1. Встановити лабораторний стенд «ИМПУЛЬС - М» в режим «ЛАБ2» за допомогою перемикача лабораторних робіт, який знаходиться на задній панелі стенда.

2. Натиснути кнопку «СЕТЬ»

3. Визначити амплітуду U_1m та тривалість t_вх вхідного імпульсу додатної полярності, що забезпечує стійкий запуск одновібратора з частотою 1 кГц. Результати звести в таблицю 2.1.

4. Зняти і побудувати часові діаграми роботи одновібратора (виводи КТ1, КТ2, КТ3, КТ4) для вхідного імпульсу мінімальної тривалості.

Таблиця 2.1

U1m, В
tвх , мкс

 

Примітка: при роботі необхідно використовувати зовнішню синхронізацію осцилографа.

5. За часовими діаграмами визначити параметри вихідного імпульсу U⁰₂ , U¹₂ , t¹⁰_ф , t⁰¹_ф , t_и .

6. Визначити тривалість вихідного імпульсу одновібратора для можливих комбінацій ланцюга, який задає час. Отримані результати порівняти з розрахунковими.

7. Дослідити вплив коефіцієнта передачі ланцюга ПЗЗ (перемикач П2) на тривалість вихідного імпульсу при максимальній τ = RC ланцюга НЗЗ.

 

 

 

 

 

Таблиця 2.2

П1	П2	П3	tи, мкс
відкл.	відкл.	відкл.
відкл.	відкл.	підкл.
відкл.	підкл.	відкл.
відкл.	підкл.	підкл.
підкл.	відкл.	відкл.
підкл.	відкл.	підкл.
підкл.	підкл.	відкл.
підкл.	підкл.	підкл.

 

 

Висновки

 

 

Контрольні питання

1. Поясніть залежність тривалості імпульсу від опору і ємності в ланцюзі НЗЗ.

2. Як можна схематично зменшити час відновлення одновібратора?

3. Поясніть вплив коефіцієнта передачі ланцюга ПЗЗ на тривалість вихідного імпульсу.

4. Від чого залежать тривалості фронтів t¹⁰_ф , t⁰¹_ф вихідного імпульсу?

 

ОДНОВІБРАТОР НА ОСНОВІ ЛОГІЧНИХ СХЕМ

 

Мета роботи - дослідити принцип роботи і властивості одновібратора на основі логічних схем (ІС) типу І-НЕ, визначити залежність параметрів одновібратора від компонентів схеми.

 

 

Опис дослідної схеми

Досліджуваний одновібратор побудований на основі логічних ІС DD1 (рис.2.3) типу CD4011, що реалізують логічну функцію І-НЕ. Для запуску на схему слід подати короткий позитивний імпульс. Після вентиля DD1.3, що виконує функцію інвертора, імпульс надходить на запуск одновібратора, побудованого на вентилях DD1.1, DD1.2. Вентилі DD1.1, DD1.2 замкнуті ємнісним (С4, С5) та безпосередніми зв'язками в контур, в якому діє ПЗЗ. Тимчасові параметри одновібратора визначаються RC ланцюгом з R7, R8, C4, C5, комутованих перемикачами П4 і П5.

Рисунок 2.3

 

 

Домашнє завдання

 

1. Вивчити роботу одновібратора на основі логічних ІС (В.И. Зубчук, В.П. Сигорский, А.Н. Шкуро «Справочник по цифровой схемотехнике», 1990; В.М. Рябенький, В.Я. Жуйков, В.Д. Гулий «Цифрова схемотехніка», 2009).

2. Визначити тривалість вихідного імпульсу одновібратора для чотирьох значень постійної часу (перемикачі П4 і П5) ланцюга ПЗЗ. При цьому подати U_вх = 5 В.

 

Робоче завдання

1. Зняти і побудувати часові діаграми роботи (виводи КТ5, КТ6, КТ7). Для цього на вхід необхідно подати позитивний імпульс з амплітудою U_1m =2,8…4В, тривалістю t_вх =1 мкс та частотою 1 кГц. Використати зовнішню синхронізацію осцилографа.

2. За часовими діаграмами вихідних імпульсів визначити параметри U⁰₂ , U¹₂ , t¹⁰_ф , t⁰¹_ф , t_и (таблица 2.3).

3. Визначити тривалість вихідних імпульсів одновібратора для можливих комбінацій ланцюга, який задає час (таблиця 2.4). Отримані результати порівняти з розрахунковими.

Таблиця 2.3

U^02	U^12	t^10ф	t^01ф	tи

 

Таблиця 2.4

П4	П5	tи, мкс

 

 

Висновки

 

Контрольні питання

1. Чим обмежений опір R7?

2. Поясніть процеси регенеративного перемикання станів одновібратора.

3. Чим пояснюється скол вершини імпульсу на виході вентиля DD1.2?

4. Як тривалість вихідного імпульсу залежить від температури навколишнього середовища?