Формирователи прямоугольных импульсов и генераторы прямоугольных импульсов

Mинистерство образования Pоссийской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Факультет автоматики и вычислительной техники

Кафедра автоматики

Лабораторная работа

по электронике №3

«Формирователи прямоугольных импульсов и генераторы прямоугольных импульсов»

Выполнили:                                                                                                        Проверено:

Группа АП-118:                                                                                                  Мальцев В.А.

Студенты:

Бирзина О.М.

Киселев К.С.

Погребняк А.Ю.

Сапегин А.В.

Новосибирск

2003 г.

Цель работы: исследовать формирователи коротких импульсов, одновибраторы, автоколебательные генераторы и инверторы.

1. Формирователи коротких импульсов

frequency – 100 kHz;  duty cycle-50 %; amplitude –  2 V; offset –      2 V

Осциллограммы:

1.1  Для элемента И

1.2  Для элемента ИЛИ

1.3  Для элемента И-НЕ

1.4  Для элемента ИЛИ-НЕ

1.5  Для элемента СУММА ПО МОДУЛЮ 2 (эксперимент 1)

1.6  Для элемента СУММА ПО МОДУЛЮ 2 (эксперимент 2)

1.7  Для элемента СУММА ПО МОДУЛЮ 2 (эксперимент 3)

1.8  Для элемента СУММА ПО МОДУЛЮ 2 (ёмкость)

Исследуем влияние сопротивления и ёмкости на длительность импульса tимп:

R,kOm	1.8	1	1.8
C,pkF	390	390	200
tимп1,nс	941,1694	448.5513	447.8993
tимп2,nс	745,3187	315.2372	467.7182

2. Одновибраторы

V=200кГц

А=2.4

Смещение=2В

Осциллограммы:

2.1. Осциллограмма Uout1

2.2. Осциллограмма Uout2

2.3. Осциллограмма Ur

2.4. Осциллограмма Uout1 (эксперимент 1)

2.5. Осциллограмма Uout1 (эксперимент 2)

2.6. Осциллограмма Uout1 (эксперимент 3)

Исследуем влияние сопротивления и ёмкости на длительность импульса tимп:

R,kOm	0,62	1,5	0,62
C,nF	0,82	0,82	1,6
tимп1,нс	464.9222	925.1717	926.0781

3. Автоколебательные генераторы

Осциллограмма Uout и Uc

Осциллограмма Uout эксперимента 1

Осциллограмма Uout эксперимента 2

Осциллограмма Uout эксперимента 3

Исследуем влияние сопротивления и ёмкости на длительность импульса tимп:

R1,кОм	0.51	0.91	0.51
R2,кОм	0.51	0.51	0.91
tимп,нс	408,6514	412,395	614,0331
tпаузы,нс	810,5861	1768,5	818,4372
T,нс	1219,2375	2180,895	1432,4703
f, kHz	82,0185	45,8527	69,8095

3.2 Осциллограммы входного напряжения Uindd1 и  Uout1 (эксперимент 1)

Осциллограммы входного напряжения Uindd1 и  Uout1 (эксперимент 2)

Осциллограммы входного напряжения Uindd1 и  Uout1 (эксперимент 3)

Исследуем влияние сопротивления и ёмкости на длительность импульса tимп:

R,кОм	0.82	1.1	0.82
C,нФ	12	12	15
tимп,мкс	8,2906	9,7211	10,2604
tпауз,мкс	8,7356	11,6481	11,1763
T, mкс	17,0262	21,3692	21,4367
f,MHz	58,733011	46,796324	46,648971

Осциллограммы входного напряжения Uindd2 и  Uout2(эксперимент 1)

Осциллограммы входного напряжения Uindd2 и  Uout2(эксперимент 2)

Осциллограммы входного напряжения Uindd2 и  Uout2(эксперимент 3)

Исследуем влияние сопротивления и ёмкости на длительность импульса tимп:

R,кОм	0.82	1.1	0.82
C,нФ	12	12	15
tимп,мкс	9,2194	9,7511	11,2338
tпауз,мкс	9,9174	11,2518	10,1851
T,нс	19,1368	21,0029	21,4189
f, MHz	52,255340	47,6124730	46,6877380

Выводы:

1.  Формирователи коротких импульсов:

1.1.  В ходе эксперимента, мы посмотрели влияние сопротивления и ёмкости на длительность импульса. И получили, что при увеличении R на 0,8 кОм, tимп1 и tимп2 увеличилась приблизительно в 2 раза.

1.2.  При R=const и уменьшении C на 190 нФ, tимп1 и tимп2 уменьшились приблизительно в 2 раза.

1.3.  Выходной импульс формируется по переднему фронту входного импульса, длительность выходного импульса зависит от разряда конденсатора, т.е. при достижении U порогового формируется задний фронт выходного импульса (для элемента И).

1.4.  Импульс формируется по заднему фронту, длительность зависит от заряда (сумма).

2.  Одновибраторы:

2.1.  Мы получили, что при увеличении C на 0,78 нФ, R=const => tимп увеличилась на 0,460 мкс.

2.2.  При увеличении R на 0,88 кОм => tи увеличилась на 0,461 мкс.

2.3.  Выходной импульс формируется по переднему фронту входного импульса, длительность выходного импульса зависит от заряда конденсатора. При достижении Uпорогового на С, формируется задний фронт выходного импульса.

3.  Автоколебательные генераторы (1 схема):

3.1.  При увеличении R1 на 0.4 кОм время импульса практически не изменилось, а время паузы увеличилось в 1,5 раза.

3.2.  При увеличении R2 на 0.4 кОм время импульса увеличилось в 2 раза, а время паузы приблизительно равно времени паузы при R1=0.91кОм и R2=0.51кОм.

3.3.  Мы наблюдали, что в 3-х экспериментах во время tимп происходит заряд конденсатора, а во время паузы разряд.

3.4.  При увеличении R1 на 0,41 кОм происходит уменьшение f на 0,361 МГц, а при увеличении R2 на 0,41 кОм происходит уменьшение f на  0,12208 МГц.

3.5.  Выходной импульс формируется по переднему фронту входного импульса, длительность зависит от заряда на конденсаторе. При достижении порогового значения напряжения на С, формируется задний фронт.

4.  Автоколебательные генераторы (2 схема).

4.1.  Во время 1го эксперимента мы получили, что во время паузы Uвх формируется tи Uвых(заряд), а во время tи Uвх, формир. Uвых1(разряд)

4.2.  Во время 2, 3 эксперимента происходит все наоборот (в tи происходит разряд).

4.3.  (DD2) Мы наблюдали в 1-м эксперименте: во время tи Uвх формируется заряд, а в tп формируется разряд.

4.4.  (DD2) Мы наблюдали обратную ситуацию: во 2, 3 экспериментах во время tи Uвх – разряд, а tп – заряд.

4.5.  При увеличении R, на 0,28 кОм, f уменьшилась на 4,642867 МГц, а при увеличении C на 3 нФ, f уменьшилась на 0,24 МГц.

4.6.  Выходной импульс формируется по заднему фронту входного импульса. И после переключения логических элементов начинается перезаряд емкости.