Лабораторная работа № 4 генераторы прямоугольных импульсов

Лабораторная работа № 4

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Цель работы

Изучить принципы построения и работу генераторов релаксационных колебаний на цифровых ИМС серии К155 и операционных усили­телях серии К140.

Содержание работы

На рис .1 показан генератор импульсов на внутренних задерж­ках цифровых ИМС. Пусть в некоторый момент времени выходное на­пряжение элемента D1 изменилось от уровня логической "1" до уровня логического "О". Это изменение вызовет переходный процесс в элементе D2, и по окончании его ( t^0.1_ЗАД.Р ) выходное напряжение D2 изменит­ся от уровня логического "О” до уровня логической "1". Это изменение вызовет переходный процесс в элементе D3, который закончится через время t^0.1_ЗАД.Р и т.д. В схеме возника­ют автоколебания с периодом T = 3(t^0.1_ЗАД.Р + t^1.0_ЗАД.Р) или в общем видеT = 2nt_{ЗАД.Р.СР}  , где n - число  элементов в кольце.

Автогенератор на цифровых ИМС с одним времязадающим конденсатором показан на рис.2. Применение одной RC-цепочки значительно упрощает cxeмную реализацию автогенераторов и облегчает пере­стройку их частоты. Генератор выполнен на элементахD1 и D2. Элемент D3 включен для уменьшения влияния нагрузки. Мягкий ре­жим самовозбуждения генератора, предохраняющий его от “засыпания” достигается за счет включения резистора R1 между входом и выходом D1. Благодаря этомуD1 при включении питания оказывается в ли­нейном режиме, что облегчает самовозбуждение. В процессе работы схемы положительный перепад напряжения с выхода D2 поступает на вход D1 и переводит D1 в состояние логического “0” на выходе. В течение временного интервала t1 происходит заряд емкости С по цепи: + E_ПИТ, R¹_ВЫХ2, С, R, R⁰_ВЫХ1, ^. Напряжение Uвх1 экспоненциально падает с постоянной времени t1 = R1×C, пока не достигнет уровня U_П . После этого D1 регенеративно переключается в состояние логической "1" на выходе, a D2 - в состояние логического "О". Отрицательный перепад напряжения, на выходе D2 поступает на вход D1, и начинается перезаряд емкости С по цепи: + E_ПИТ, R¹_ВЫХ1, С, R1, R⁰_ВЫХ2, ^.  .Напряжение Uвх1 экспоненциально возрастает с постоянной времени t1 и через интервал времени t2 достигает уровня Uп . Происходит новый регенеративный процесс переключения D1 и D2В схеме возникают автоколебания с периодом T = t1 + t2,