Исследование импульсных устройств на операционных усилителях

Цель работы: изучение устройства и принципа работы импульсных устройств на операционных усилителях: компаратора, триггера Шмитта, мультивибратора, одновибратора.

Подготовка к работе

а) изучить схемы и принципы работы предлагаемых устройств.

б) произвести расчет гистерезиса триггера Шмитта если: R₁=R₂=2,4 кОм, R₃=100 кОм, R₄=330 кОм;

Порядок выполнения работы

а) исследование компаратора.

1) установить и закрепить на лицевой панели лабораторного стенда накладную панель с изображением компаратора и нажать кнопку "К" переключателя выбора вида исследуемой схемы в зоне 1.

2) нажав кнопку "Вх1" источника постоянного напряжения U_вх1, подать на вход 1 компаратора входное напряжение равно U_вх1 по заданию преподавателя, вращая ручку соответствующего потенциометра. Величину устанавливаемого напряжения контролировать по стрелочному вольтметру, расположенному в левой части стенда. Светодиоды, расположенные под стрелочным индикатором, показывают полярность устанавливаемого напряжения.

3) снять и построить характеристику зависимости выходного напряжения U_вых компаратора от входного напряжения U_вх2. подаваемого на вход 2 компаратора. Для этого, нажав кнопку "Вх2" источника постоянного напряжения U_ст2 изменять напряжение U_вх2 от -3В до +3В, регистрируя величину выходного напряжения U_вых по стрелочному вольтметру, расположенному в правой части стенда. Внимательно следить за светодиодами, показывающими полярность выходного напряжения компаратора.

4) повторить пункты а.2. и а.3., поменяв между собой функции источников U_ст1 и U_ст2 и построить зависимость U_вых от U_вх1.

5) на вход 1 компаратора подать переменное напряжение, задав режим переменного напряжения источника U_ст1. При помощи осциллографа снять осциллограмму напряжения на входе 1. По осциллограмме определить величину амплитуды переменного напряжения. На вход 2 компаратора подать постоянное напряжение от U_ст2 равное примерно 2/3 от амплитуды переменного напряжения, и снять осциллограмму выходного напряжения компаратора на выходе 3. Осциллограммы расположить друг под другом. На осциллограмме переменного напряжения, подаваемого на вход 1, провести прямую постоянного напряжения, подаваемого на вход 2.

б) исследование триггера.

1) установить и закрепить на лицевой панели лабораторного стенда накладную панель с изображением триггера. Установить величину резистора обратной связи, нажав одну из кнопок переключателя S1 в функциональной зоне 4.

2) повторить действия по пп. а.2. - а.4., изменяя величину входного напряжения как в сторону увеличения от -3 В до +3 В, так и в сторону уменьшения от +3 В до -3 В.

3) повторить действия по пп. а.5.

в) исследование автогенераторного мультивибратора.

1) установить и закрепить на лицевой панели лабораторного стенда накладную панель с изображением автогенераторного мультивибратора.

2) снять и зарисовать в масштабе осциллограммы напряжений в гнёздах 1, 2, 3 мультивибратора, расположенных в зоне 2, для двух положений переключателя S1. Осциллограммы расположить одна под другой с соблюдением фазы колебаний.

г) исследование ждущего мультивибратора.

1) установить и закрепить на лицевой панели лабораторного стенда накладную панель с изображением ждущего мультивибратора.

2) измерить с помощью осциллографа потенциалы в гнёздах 1, 2 и 3, установив мультивибратор в ждущий режим при помощи переключателя S2 (положение 2).

3) установить осциллограф в режим запуска продифференцированными импульсами при помощи переключателя S2 (положение 1) и снять осциллограммы импульсов напряжения в гнездах 1,2,3 для двух положений переключателя S1. Осциллограммы расположить одна под другой с соблюдением фазы колебаний.

д) исследование генератора треугольного напряжения.

1) нажать кнопку переключателя S1 с изображением треугольного импульса.

2) при помощи осциллографа снять и зарисовать одна под другой в масштабе по осям X и Y осциллограммы напряжений на входе 1 генератора и на выходе 2 для двух положений переключателя S2.

е) исследование генератора пилообразного напряжения.

1) нажать кнопку переключателя S1 с изображением пилообразного импульса.

2) при помощи осциллографа снять и зарисовать осциллограммы напряжения на выходе 2 генератора для двух положений переключателя S2.

Контрольные вопросы:

1. Объясните работу компаратора.

2. Объясните работу триггера Шмитта.

3. Объясните работу мультивибратор.

4. Объясните работу одновибратора.

5. Объясните работу генератора треугольного напряжения.

6. Объясните работу генератора пилообразного напряжения.

Литература: [2], [4].

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. – М. : Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М. : Высшая школа, 1982. – 496 с.

3. Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники. – К. : Вища школа, 1987. – 423 с.

4. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – Высшая школа, 1991. – 622 с.

5. Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: справочник. – К. : Наукова думка, 1983. – 672 с.

Ó Сергей Павлович Голиков,

Антон Александрович Жиленков