выбирают равным (0,05...0,1). Поэтому Uc можно считать линейным (используется часть экспоненты) и при условии:
(2.5)
можно для длительности импульса записать:
(2.6)
а для выходной частоты:
(2.7)
Несимметричный мультивибратор получают из схемы симметричного. Для этого параллельно времязадающему резистору R0 подключают цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода и резистора (рис. 2.2).
 |
Рис. 2.2 Несимметричный мультивибратор
Тогда при положительном напряжении на выходе ОП сопротивление времязадающего резистора равно R0 || R'0, а для отрицательного – R0. Соответственно длительности импульсов и частота определяются выражениями:
(2.8)
(2.9)
(2.10)
Изменяя полярность включения диода VD , можно изменять длительность либо положительного, либо отрицательного импульса.
Ждущий мультивибратор получают, подключив параллельно конденсатору Со диод (анод подключают к общему проводу). Запускающие импульсы подают в точку соединения резисторов R1 и R2 и неинвертирующего входа ОП (рис. 2.3, а).
Пусть в момент времени t1 поступил запускающий импульс (рис. 2.3, б). Напряжение на резисторе R1 (неинвертирующем входе) повышается и напряжение на выходе меняет знак. Конденсатор С0 начнет заряжаться. При равенстве Uc = UПОР (время t2) напряжение на входе ОП меняет знак и становится равным: – UВИХ.MAX. Конденсатор С0 будет перезаряжаться. В момент времени t3 откроется диод VD1 и ток заряда конденсатора перейдет в него. Перезаряд конденсатора прекратится. В таком состоянии мультивибратор останется до прихода следующего запускающего импульса.
Рис. 2.3 Ждущий мультивибратор (а) и временные диаграммы его работы (б)
Длительность импульса, формируемого ждущим мультивибратором, определяется выражением:
(2.11)
Для ждущего мультивибратора вводят также такой параметр, как время восстановления. Это минимально необходимый промежуток времени, через который можно подавать запускающие импульсы. Время восстановления:
(2.12)
2.2 Проверьте свою готовность к выполнению лабораторной работы, ответив на вопросы:
а) как определить длительность импульса и период выходной частоты в схеме симметричного мультивибратора?
б) как определить длительность импульса и период выходной частоты в схеме несимметричного мультивибратора?
в) как определить длительность импульса и время восстановления в схеме ждущего мультивибратора?
2.2 Используя параметры схемы рис. 2.4, рассчитайте:
а) для симметричного мультивибратора:
- длительность положительного импульса tІ+;
- длительность отрицательного импульса tІ -;
б) для несимметричного мультивибратора:
- длительность положительного импульса tІ+;
- длительность отрицательного импульса tІ -;
в) для ждущего мультивибратора:
- длительность выходного импульса tІ;
- время восстановления tвідн.
2.3 Подготовьте бланк отчета. В таблицу 2.1 занесите результаты расчетов, выполненных в п. 2.2.
2.4 Заготовьте масштабную бумагу с осями координат для осциллограмм.
Таблица 2.1
Параметр |
Схема мультивибратора |
|||
|
Симметричный мультивибратор |
Несимметричный мультивибратор |
ждущий мультивибратор |
||
|
tІ+ |
расч. |
|||
|
эксп. |
||||
|
tІ- |
расч |
|||
|
эксп. |
||||
|
tвідн |
расч |
|||
|
эксп |
||||
Рисунок 2.4 Схема лабораторной работы АС – 3.
3.1 Исследуемая схема
Исследуемая схема изображена на рисунке 2.4. Переход с одной схемы на другую осуществляется переключателем S2 (1 – симметричный мультивибратор, 2 – несимметричный мультивибратор, 3 – ждущий мультивибратор).
Схема содержит операционный усилитель DA1, времязадающую цепочку R3С2, шунтирующую цепочку R2VD2, шунтирующий диод VD1, цепь положительной обратной связи R4R5, дифференцирующую цепь С1R1.
Все выводы ОП подключены к клеммам Х4 - Х5.
Параметры исследуемой схемы:
ОП – КР140УД1Б (U+вих= +7В; U-вих= -7В); VD1, VD2- Д220Б;
R1 = R5 = 20кОм; R2 = R3 = 36кОм; R4 = 10кОм; С1 = С2 = 0.0015 мкФ.
3.2 Контрольные точки
Измерение напряжений производите с помощью осциллографа относительно общего провода схемы (клемма Х21). Для всех схем зарисуйте осциллограммы:
а) выходного напряжения Uвих (клемма Х6);
б) напряжение на конденсаторе Uс (клемма Х4);
в) напряжение на инвертирующем входе ОП (клемма Х5);
Кроме того, для ждущего мультивибратора зарисовать осциллограмму напряжения, поступающего с генератора Uг.
3.3 Параметры входного сигнала
Генератор прямоугольных импульсов подключают к клеммам Х21, Х24 лабораторного модуля. На выход генератора устанавливают сигнал частотой f = 200 Гц и амплитудой Uгмах = 4В.
4.1 Установите переключатель S5 в положение ’’2’’ и переключатель S2 в положение ’’1’’. Зарисуйте осциллограммы, указанные в п. 3.2.
4.2 Переведите переключатель S2 в положение ’’2’’ и повторить п. 4.1 для схемы несимметричного мультивибратора.
4.3 Переведите переключатель S2 в положение ’’3’’ и повторить п. 4.1 для схемы ждущего мультивибратора. На вход схемы подайте сигнал с параметрами, указанными в п. 3.3.
5 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Из полученных осциллограмм Uвих, определить tІ+, tІ-, tвідн. Результаты занести в таблицу 2.1.
6.1 Как работает компаратор на ОП с нулевым опорным напряжением?
6.2 Нарисуйте и объясните передаточную характеристику компаратора на ОП?
6.3 Области применения мультивибратора?
6.4 От чего зависит частота выходного напряжения симметричного мультивибратора?
6.5 От чего зависит частота выходного напряжения несимметричного мультивибратора?
6.6 от чего зависит длительность выходного импульса у ждущего мультивибратора?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.