Нелинейные преобразователи сигналов. Инвертирующий выпрямитель. Двусторонний усилитель-ограничитель, страница 2

U_огр⁺=5 В;        U_огр^- = –5 В;

R₃=К₂R₂ /(К₁-К₂)=11,42 кОм  (10к);

R₄=К₃R₂ /(К₁-К₃)=6,1 кОм (6,1 к);

R₁=20 кОм;

R₂=80 кОм  (82 к);

Е₀₂=Е₀₁=15В;

R₅ »R₄Е₀₂/U_огр⁺ = 20 кОм;

R₆»-R₃Е₀₁/U_огр^- = 30 кОм;

f » 1 кГц;

Осциллограмма выходного сигнала:

Uогр⁺ » 4,8 В

Uогр^- » -5 В

  III.   Устройство сравнения

Ec, В	Uвых, В	Uвых теор, В
0,00	2,41	2,40
0,12	2,39	2,40
0,53	2,35	2,40
0,80	2,33	2,40
0,92	2,32	2,40
0,95	2,31	2,40
0,98	2,30	2,40
1,01	-0,64	-0,65
1,10	-0,65	-0,65
1,40	-0,63	-0,65
2,06	-0,64	-0,65
2,56	-0,65	-0,65

R₁ =  20 кОм;

R₂ =  80 кОм  (82 к);

Е_с1=U_оп / К₁=1 В;

U_отп=0,65В

U_вых= U_ст

 

Осциллограмма переключения сравн. устройства при подаче на вход синусоидального сигнала f » 1 кГц :

– - –   синусоидальный сигнал на входе сравнивающего устройства;

–––   импульсы на выходе сравнивающего устройства;

 

  IV.  Триггер

R₄/R₃=(2U_вых⁺(1+1/К₁)/Е_с)-1== 4,5

R₃= 20 кОм;

R₄= R₄=R₃=  90 кОм   (92 к);

R₁ =  20 кОм;

R₂ =  80 кОм  (82 к);

Е_с2= U_вых⁺3,5 В

Е_с1= U_вых^- -1,5 В

После подключения диода:

Е_с1 -U_отп= 0,85 В

|U_отп|=0,65 В;

Осциллограмма переключения сравн. устройства при подаче на вход синусоидального сигнала f » 1 кГц:

–––   –  синусоидальный сигнал – на входе триггера;

–––  импульсы на выходе триггера;

- - -   –  импульсы на выходе триггера при подключении диода в цепь обратной связи;

Выводы:

При исследовании выпрямителя получены экспериментальные данные, подтверждающие теоретические расчеты. Наибольшее отклонение от теоретического графика наблюдается при значениях сигнала на выходе  >9 В при этом данные возможно были сняты неточно, так как предполагали, что искажения будут появляться при больших значениях входного напряжения и, соответственно, выходного (>11В), должно наблюдаться уменьшение наклона характеристики (выполаживание), из-за падения коэффициента усиления. Также на небольшой подъем характеристики (небольшое изменение угла наклона) повлиял выбор сопротивления R2 (вместо теоретического 80 кОм взято 82 кОм) – увеличение, следовательно, увеличение коэффициента усиления.

При настройкой усилителя-ограничителя удалось добиться напряжений ограничения отличающихся от заданных не более чем на 15% (U_огр⁺»4,8 В (5 В) , U_огр^-»-5 В ). При этом из-за небольшого отличия в номиналах сопротивлений R₂, R₃, R₄ при напряжениях на входе <–1,2В (на выходе >5В) амплитудная характеристика ограничителя проходит ниже теоретического уровня, соответствуя ограничению U_огр⁺»4,8 В, при отрицательных напряжениях на выходе заметны лишь небольшие искажения на начальном участке при E_c>1,3 В.

Собранное устройство сравнения работало достаточно точно, было соблюдено напряжение переключения »1В. От неточности параметров элементов на характеристике заметны небольшие отклонения.

При исследовании триггера получено, что экспериментальная характеристика немного отличается от теоретической из-за других номиналов сопротивлений R2, R4, вследствие чего изменились границы переключения Ec1 и Ec2.

При включении диода в цепь обратной связи нижний уровень выходного напряжения поднимается до напряжения отпирания диода и, соответственно, изменяется граница Ec1 (увеличивается с -1,5 В до 0,85 В).