Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Аналоговая схемотехника», страница 7

 д) тока нагрузки Iн (клеммы Х14 и Х15).

 Кроме того, для ключа с формирователем  траектории зарисуйте осциллограмму  напряжения на конденсаторе С2 (клемма Х19).

 Напряжение источника питания измерьте в точке Х16.

 Для всех пунктов снимите осциллограммы импульсов:

 а) на интервале одного периода выходной частоты;

 б) на интервале формирования фронта импульса;

 в) на интервале формирования среза импульса.

3.3 Параметры входного сигнала

Генератор прямоугольных импульсов подключают к клеммам Х22, Х24 лабораторного модуля. На выходе генератора устанавливают сигнал частотой f = 3 кГц и амплитудой Uгмах = 4 В.

4 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1 Установите переключатель S5 в положение ‘’4’’ и переключатель S4 в положение ‘’1’’. Подайте на вход исследуемой  схемы сигнал с параметрами, приведенными в п. 3.3.  Зарисуйте осциллограммы, указанные в п.3.2.

4.2 Переведите переключатель S4 в положение ‘’2’’ и повторите п.4.1 для схемы ненасыщенного ключа.

4.3 Переведите переключатель S4 в положение ‘’3’’ и повторите  п. 4.1 для схемы ключа с формирователем траектории.

5 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1 Из полученных осциллограмм UБ, UЕ, и Uк получите временные диаграммы напряжений UБЕ, UКЕ, и тока IК.

5.2 Из временных диаграмм, построенных в п. 5.1, определите длительность фронта, среза, интервала рассасывания, постоянные времени τβ и τн. Результаты занесите в таблицу 2.1.

5.3 На основании временных диаграмм п.5.1 постройте временные диаграммы мощности, рассеиваемой на коллекторе Рк(t). Определите пиковую мощность  и занесите ее значение в табл.2.1.

5.4 В единой системе координат Iк = f(Uке) постройте траектории переключения для всех трех схем.

6 ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ

6.1 Насыщенный транзисторный ключ. Схема, принцип работы.

6.2 Ненасыщенный  транзисторный  ключ. Схема, принцип работы.

6.3 Метод заряда. Дифференциальные уравнения. Основные  допущения.

6.4 Определение основных параметров ключа с помощью метода заряда.

6.5 Как уменьшить длительность фронта импульса в насыщенном ключе?

6.6 Как уменьшить длительность среза импульса в насыщенном ключе?

6.7 Как уменьшить длительность  интервала  рассасывания заряда в насыщенном ключе?

6.8 Траектория переключения ключа с активной нагрузкой.

6.9 Траектория переключения ключа с активно- индуктивной нагрузкой.

6.10 Траектория переключения ключа с активно-емкостной нагрузкой.

6.11 Траектория переключения ключа с RLD- нагрузкой.

6.12 Статистические потери в транзисторных ключах и методы их уменьшения.

6.13 Динамические потери в транзисторных ключах и методы их уменьшения.

6.14 Благоприятная траектория переключения транзисторного  ключа и методы ее реализации.

6.15 Пассивный формирователь траектории. Схема, принцип работы, выбор параметров.

6.16 Формирователь траектории с инерционным диодом. Схема, принцип работы, выбор параметров.

6.17 Активный формирователь траектории. Схема, принцип работы, выбор параметров.

6.18 Выбор величин Кн. и Кз  для насыщенного ключа.

6.19 Работа ключа с пассивным формирователем траектории и активно- индуктивной нагрузкой при непрерывном и прерывистом  токе в нагрузке.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА АС – 3

МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

 1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Исследование схем симметричного, несимметричного и ждущего мультивибраторов на операционном усилителе.

2 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

2.1 Изучите методические указания к лабораторной работе, литературу [1, c. 191-202], [2, c. 203-215], [4, c. 322-325], [5, c. 311-317], повторите лекционный материал по теме ‘’Мультивибраторы’’.

2.1.1 Теоретическая часть

Мультивибратор - это генератор прямоугольных импульсов релаксационного типа, поочередно находящийся в двух квазиустойчивых со­стояниях.

Ждущий мультивибратор (одновибратор) - это мультивибратор, не переходящий из одного состояния в другое при подаче на вход схемы внешних запускающих импульсов.

Мультивибраторы могут быть изготовлены как на дискретных элементах, так и на интегральных схемах. В последнее время из-за дешевизны и высокой надежности интегральных микросхем мультивибраторы чаще выполняют на основе операционных усилителей и цифровых элементов.

Принцип работы автоколебательного мультивибратора рассмотрим на схеме, приведенной на рис. 2.1, а.

Схема содержит времязадающую интегрирующую цепь R0C0 (цепочка НЗЗ) и цепочку ПЗЗ – R 1 , R2.

В мультивибраторе ОП выполняет функцию устройства сравнения (компаратора), которое сравнивает сигналы на прямом и инверсном вхо­дах ОП и при их незначительном неравенстве выдает соответствующий сигнал на выходе:

                        (2.1)

                        (2.2)

где U1- напряжение на инверсном входе, В;

       U2 - напряжение на прямом входе, В;

        - напряжения на выходе ОП в режиме насыщения, В.

 


Рис. 2.I Автоколебательный мультивибратор на ОП (а) и временные диаграммы его работы (б)

Это объясняется тем, что ОП обладает большим коэффициентом уси­ления, который, кроме того, увеличивается за счет введения цепочки положительной обратной связи R1, R2. Поэтому появление небольшого разностного сигнала (единицы милливольт) на входе ОП вызывает скач­кообразное изменение (единицы вольт) напряжения на выходе.

Рассмотрим переходные процессы, происходящие в схеме рис. 2.1, а. На рис. 2.1, б приведены временные диаграммы выходного напряжения UВИХ(t) мультивибратора, напряжение на конденсаторе Uc(t) и напря­жение ПЗЗ UПОР(t). Пусть в момент времени t = 0 на выходе ОП ус­тановилось положительное напряжение  + UВИХ.MAX, а напряжение на конденсаторе:

                        (2.3)

Конденсатор начинает перезаряжаться по цепи: выход ОП – резистор – R0 – конденсатор C0 - общий провод. В момент времени t1  на­пряжение на инверсном входе  +UПОР становится равным:

                              (2.3)

Напряжение на выходе ОП меняет знак и становится равным   UВИХ.MAX. Начинается перезаряд конденсатора С0. В момент времени t2 напряжение на конденсаторе Uc = – UПОР, а напряжение на выходе ОП меняет знак. Далее процессы повторяются. Как правило, коэффициент обратной связи:

                                             (2.4)