Исследование компаратора, инвертируещего и неинвертируещего усилителей. Компаратор. Одна из схем реализации компаратора, выполненная на основе операционного усилителя, между выходом, страница 5

10.  Проведите исследование триггера Шмитта, работающего по схеме формирователя напряжения прямоугольной формы из напряжения синусоидальной формы. Контроль входного и  выходного напряжений производите по экрану двулучевого осциллографа. Зарисуйте осциллограмму.

Контрольные вопрос

1.  Схема и назначение триггера Шмитта.

2.  Основные характеристики триггера Шмитта.

Содержание отчета

1.  Принципиальные схемы включения триггера Шмитта.

2.  Таблицы, графики, осциллограммы.

Лабораторная работа № 4

АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ И ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Для получения прямоугольных импульсов широко используются устройства, называемые релаксационными генераторами. Релаксаторы относятся к классу спусковых устройств и основаны на применении усилителей с положительной обратной связью. Релаксаторы могут работать в одном из трех режимов: 1) автоколебаний, 2) ждущем, 3) синхронизации. На практике чаще применяют устройства, основанные на использовании первых двух режимов.

В режиме автоколебаний в релаксаторе нет состояния устойчивого равновесия, имеет только два состояния квазиравновесия. Релаксатор переходят из одного состояние квазиравновесия в другое без внешних воздействий, генерируя импульсы, параметры которых зависят от параметров релаксатора. Такой релаксатор называется мультивибратором.

В ждущем режиме релаксатор имеет состояние устойчивого равновесия и состояние квазиравновесия. Переход из первого состояния во второе под воздействием внешнего импульса, а обратный переход самопроизвольно по истечении некоторого времени, определяемого параметрами устройства. Таким образом, в ждущем режиме релаксатор генерирует один импульс с определенными параметрами при воздействии запускающего импульса. Отсюда и название устройства - одновибратор.

Широкое применение нашли мультивибраторы на операционных усилителях. На рис. 4.1 приведена схема мультивибратора, выполненного на основе триггера Шмитта, в котором отрицательная обратная связь осуществляется через фильтр нижних частот в виде – цепи (по схеме –). Допустим, что выходное напряжение мультивибратора равно . Тогда напряжение на инвертирующем входе (равное ) отрицательно, а на прямом входе:

Напряжение на конденсаторе  возрастает, так как конденсатор начинает разряжаться через резистор , и стремится к  (рис. 4.2). Когда  достигает уровня , напряжение  скачком изменяется до . Так как , то конденсатор  начинает перезаряжаться от  до  и обратное переключение происходит при . Затем процесс периодически повторяется.

Длительность импульса

а период 

при 

Рис. 4.1

Рис. 4.2

Рис. 4.3

Рис. 4.4

Один из вариантов схемы одновибратора приведен на рис. 4.3. Допустим, что входное напряжение равно  (рис. 4.4). Тогда на инверсном входе (на конденсаторе ) напряжение  равно напряжению открытого диода  и близко к нулю. При этом

Если на. прямой вход поступает короткий входной положительный импульс, амплитуда которого не менее , То триггер Шмитта скачком переходит в противоположное состояние и

Тогда  конденсатор  начинает заряжаться через резистор . При  происходит обратное переключение триггера, а конденсатор  начинает перезаряжаться от  до . Однако когда  , открывается диод  и дальнейшее изменение  не происходит. Таким образом, одновибратор возвращается в исходное состояние.

Длительность

Время восстановления

Выполнение работы

1.  Установите на лицевой панели стенда ЭС-23 накладную панель с изображением схемы автогенераторного мультивибратора (панель 2.2).

2.  Включите стенд.

3.  Подключите осциллограф к выходу мультивибратора 3.

4.  Зарисуйте осциллограммы выходного напряжение при различных значениях ёмкости конденсатора ( и ). Переключение  и  осуществляется переключателем "В1", расположенным на лицевой панели стенда в функциональной зоне 2. Посредством осциллографа замерьте значения периода выходного сигнала при емкости  и .

5.  Выключите стенд. Зарисуйте схему мультивибратора, изображенную на накладной панели 2.2.

6.  Установите на лицевой панели стенда накладную панель с изображением схемы ждущего мультивибратора (панель 2.1).