Содержание отчета, Лабораторная работа №&;nbsp;10, &;nbsp;Цель работы, Краткие теоретические сведения - Оcновы радиоэлектроники
Отчет должен содержать графики амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик, зарисованные осциллограммы задержки прямоугольного импульса, рассчитанные значения времени задержки по наклону фазочастотной характеристики и по осциллограмме. Используя данные по длительности задержки линии, длительности фронта переходного процесса и характеристическому сопротивлению линии, рассчитать параметры ячейки (L, C) линии.
- 6. Контрольные вопросы 1. Какими параметрами обладает идеальная линия задержки? 2. Что называется искусственной линией задержки и какими параметрами она характеризуется? 3. Что такое согласование линии задержки и как оно выполняется? 4. Как отличаются амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики идеальной и искусственной линий задержки? 7. Литература 1. Гольденберг Л. М. Основы импульсной техники. М., 1963.
Лабораторная работа № 10
Мультивибраторы
Цель работы
Изучение принципа действия мультивибратора с коллекторно-базовыми емкостными связями.
Краткие теоретические сведения
Мультивибратор -- радиоэлектронное устройство, вырабатывающее сигнал напряжения почти прямоугольной формы, относится к классу релаксационных генераторов. Он широко используется в физических экспериментах и в разнообразной радиоэлектронной аппаратуре (телевизоры, осциллографы, ЭВМ, измерительные приборы, электромузыкальные инструменты и т. д.).
На рис. 1 представлена схема самовозбуждающегося мультивибратора с коллекторно-базовыми емкостными связями.
Рис.1
Как известно [1], для генерирования колебаний необходимо выполнение условий баланса фаз и амплитуд. Первое условие, как видно из сказанного выше, выполняется. Второе условие, К1 (К -- коэффициент усиления без обратной связи, а -- коэффициент передачи 4-полюсника положительной обратной связи), тоже выполняется, т. к. для данной схемы К>>1, а =1. Из схемы видно, что в ней отсутствуют элементы, которые дают сильную зависимость К(), () или () от частоты, поэтому форма генерируемого сигнала сильно отличается от синусоидальной, и условие К1, =2 выполняется для многих частот. Название схемы (мультивибратор) отражает именно этот факт.
Рассмотрим процесс, когда оба транзистора находятся в активном режиме. Приращение напряжения, например, на базе VT1, с усилением в противофазе подается на базу VT2. С коллектора VT2 еще более усиленное это напряжение, уже в фазе, вновь подается на базу VT1. Возникает лавинообразное изменение напряжения -- скачок напряжения на базах и на коллекторах. После каждого такого скачка схема находится в одном из квазиустойчивых состояний, когда один из транзисторов закрыт (состояние отсечки), а второй -- открыт (чаще всего насыщен). Потенциал (абсолютное значение) коллектора закрытого транзистора равен EK-IK0RKEK, а открытого (насыщенного) -- UKH, так что размах колебаний напряжения (импульсная амплитуда) на коллекторах составляет:
(1)
Напряжение на базе закрытого транзистора изменяется от значения EK-IK0RKEK почти до 0 по экспоненциальному закону (рис. 2).
Рис. 2
Найдем, например, время закрытого состояния транзистора VT1. Для этого определим временную функцию UБ2(t).
Рассматриваемому состоянию соответствует схема, изображенная на рис. 3.
Рис. 3
Следует заметить, что конденсатор здесь непросто разряжается от +E до 0, а перезаряжается через RБ2 с тенденцией к перемене знака (асимптотическое значение примерно равно - ЕСМ), поэтому пересечение кривой разряда UC2(t) с линией UБ=0 происходит круто, что способствует стабильности времени Т2.
Для анализа процесса перезаряда конденсатора обратимся к более удобной эквивалентной схеме (рис. 4).
Рис. 4
Составим и решим дифференциальное уравнение для этого случая. Для узла "а" 1-й закон Кирхгофа дает: IC=IK0+IRб, т. е.
,
, (2)
Где =RБС.
Для однородного уравнения:
, (3)
Общее решение известно:
. (4)
Общее решение неоднородного уравнения (2) получим, прибавив к общему однородному решению U'C частное неоднородное решение U"C, равное, например, UC():
,
.
Константа интегрирования А определяется из начальных условий:
,
,
.
Поскольку UБ(T2)=0, то
,
Откуда. (5)
Оценка величин дает: EK=(1,515)В, ЕСМEК, 0,2ВUKH, 0,4ВUБH, IK010 мкА. Если пренебречь UKH+UБН и IK0(RБ2-RK) по сравнению с ЕК и ЕСМ, то получим IК0(0,11) В.
. (6)
Иногда ЕСМ делают регулируемой для регулировки Т. Если такая регулировка не нужна, то выгоднее всего сделать ЕСМ=ЕК, т. е. RБ1 И RБ2 подключить к - ЕК. В этом случае
. (7)
Для времени закрытого состояния второго транзистора (Т) получаем аналогичные выражения. Каждое из квазиустойчивых состояний повторяется через время, равное периоду колебаний:
Т=Т1+Т2.
Импульсы, генерируемые мультивибратором, имеют отклонения от П-образной формы. Особенно это заметно на отрицательном перепаде напряжения UK (c UKH на - ЕК), который происходит не очень быстро (рис. 3). Обозначим это время tФ- (длительность фронта отрицательного перепада). Такой "плавный" перепад напряжения получается потому, что в это время заряжается конденсатор, подключенный одной обкладкой к коллектору данного запирающегося транзистора, а второй -- к эмиттеру (через открытый переход база -- эмиттер открытого транзистора), т. е. UK=UБH+UC (рис. 5).
Рис. 5
Процесс установления коллекторного напряжения запертого транзистора, очевидно, подчиняется закону:
.
Поскольку UK на конечном участке этого процесса приближается к - EK асимптотически, то по этой причине за tФ- считают время установления UK лишь до уровня 0,9EK, т. е.
,
Откуда, при условии, получаем:
. (8)
Можно, однако, уменьшить tФ- и сделать его примерно равным tФ+, если зарядный ток времязадающих конденсаторов пропустить мимо RK1 и RK2, отключив конденсаторы на это время от коллекторов с помощью отключающих диодов (рис. 6).
Рис. 6
Запирающийся транзистор, например, VT2, запирает диод VD2, после чего разрядка С1 происходит по цепи эмиттер - база VT1 и резистор R2. Отпирающийся транзистор отпирает диод, и отрицательная обкладка конденсатора через диод и транзистор оказывается подключенной к эмиттеру второго транзистора, а положительная -- к базе, а в остальном работа схемы происходит как обычно. Чтобы сильно не увеличивать время восстановления схемы (время заряда конденсаторов), величину сопротивлений R1 и R2 выбирают равной:
R=(0,10,3)RБ. (9)
Величина сопротивления RБ не только определяет время закрытого состояния транзистора, но и режим его в открытом состоянии (насыщен -- не насыщен). Зависимость коллекторного тока транзистора от тока базы в схеме с общим эмиттером имеет вид, как показано на рис. 7.
Рис. 7
IKH -- максимальный ток коллектора (насыщенного транзистора):
,
IБН -- ток базы начала насыщения:
.
Если IБ IБН, то транзистор насыщен, иначе -- нет. Найдем условие насыщения. После заряда конденсатора в цепи базы открытого транзистора (за время восстановления) в ней установится ток:
,
Тогда для насыщения необходимо, чтобы
,
Что при ЕСМ=ЕК дает:
. (10)
Глубина насыщения характеризуется величиной:
. (11)
Похожие статьи
-
Лабораторная работа №&;nbsp;3, Цель работы, Краткие теоретические сведения - Оcновы радиоэлектроники
Измерение параметров связанных колебательных контуров при гармоническом воздействии Цель работы Исследование амплитудно-частотной характеристики системы...
-
Иccледование последовательного и параллельного колебательных контуров при гармоническом воздействии Цель работы Изучение последовательного и...
-
Отчет должен содержать: 5.1. Принципиальную схему НРУ. 5.2. Графики амплитудных и колебательных характеристик, полученные экспериментально и расчетным...
-
Отчет должен содержать схемы типов выпрямителей, осциллограммы выходного напряжения для всех типов выпрямителей и фильтров. Рассчитанные значения...
-
Исследование дифференцирующей и интегрирующей цепей Цель работы Экспериментальное исследование преобразования формы прямоугольных импульсов с помощью...
-
Операционные усилители Цель работы Изучение устройства, принципа действия и применения операционных усилителей в различных радиотехнических устройствах....
-
Интегральные микросхемы Цель работы Изучение принципов построения логических цепей на интегральных микросхемах, практическая сборка этих цепей и...
-
Изучение устройства, принципа действия и применения измерительных генераторов, осциллографов, вольтметров, частотомеров. Краткие теоретические сведения...
-
Работа выполняется на двух экспериментальных макетах: № 1 -- выпрямитель, собранный по одно - и двухполупериоднoй схемам; № 2 -- выпрямитель, собранный...
-
Содержание отчета, Лабораторная работа №&;nbsp;5, Цель работы - Оcновы радиоэлектроники
Результаты работы представить в виде таблицы, с рассчитанными и измеренными постоянными времени дифференцирующих и интегрирующих цепей. Приложить...
-
&;nbsp;Содержание отчета - Оcновы радиоэлектроники
Отчет должен содержать: 4.1. Обе исследуемые схемы мультивибратора. 4.2. Рабочие формулы расчета параметров импульсов. 4.3. Эскизы напряжений в цепях...
-
Лабораторные задания - Оcновы радиоэлектроники
В экспериментальной схеме установки (рис. 8) используются элементы: VT1 и VT2 -- транзисторы МП20Б, С1= С2 = 0.022 мкФ, VD1 и VD2 -- диоды Д311А, RK1 =...
-
Краткие теоретические сведения, Введение - Оcновы радиоэлектроники
Введение Стабилизаторы напряжения используются в источниках питания постоянного тока для поддержания величины выходного напряжения с требуемой точностью....
-
&;nbsp;Лабораторная установка - Оcновы радиоэлектроники
Установка состоит из макета (рис. 4), включающего в себя ПСН и КСН, регулируемого источника питания постоянного тока Б5-49, миллиамперметра и вольтметра....
-
Краткие теоретические сведения - Оcновы радиоэлектроники
Сигнал есть физический процесс, который несет в себе информацию. Информация, содержащаяся в сигнале, выражается зависимостью от времени какого-либо...
-
Содержание отчета, Контрольные вопросы - Оcновы радиоэлектроники
В отчете представить схемы измерения для снятия резонансных кривых. Для последовательного контура -- таблицу с рассчитанными в каждом случае данными: f0,...
-
&;nbsp;Искусственные линии задержки. - Оcновы радиоэлектроники
На практике чаще всего в качестве ЛЗ применяют искусственные линии с сосредоточенными параметрами. Такие линии позволяют получить заданное время задержки...
-
На рис. 7 приведена экспериментальная схема лабораторной работа. Напряжение синусоидальной формы со звукового генератора с помощью диодных ограничителей...
-
Исходные данные для расчета: 1. напряжение на выходе каскада = 2,5 В; 2. сопротивление нагрузки = 250 Ом; 3. нижняя граничная частота =120 Гц; 4....
-
Радиотехнические устройства на основе операционного усилителя. - Оcновы радиоэлектроники
Идеальный операционный усилитель При расчете схем с ОУ широко пользуются понятием об идеальном операционном усилителе, у которого: 1. Коэффициент...
-
&;nbsp;Порядок выполнения работы, Контрольные вопросы - Оcновы радиоэлектроники
4.1 Собрать схему по рис. 4, подключив параметрический стабилизатор напряжения. 4.2 Снять зависимости UВых (UВх) при трех значениях переменного...
-
Принципиальная электрическая схема лабораторного макета показана на рис. 8. Рис. 8 Индуктивность закреплена на съемной панельке. Это позволяет при...
-
Ключевой режим работы транзистора - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
1. Транзисторный ключ с общим эмиттером Наибольшее распространение в цифровой и импульсной технике имеет ключ с общим эмиттером. В схеме - коллекторная...
-
Краткие сведения по основам законодательства о труде, производственной санитарии, технике безопасности, пожарной профилактике Охрана труда - это система...
-
Составные части операционного усилителя - Оcновы радиоэлектроники
Усилитель постоянного тока (УПТ). УПТ отличается от усилителей переменного тока отсутствием каких-либо емкостей. Рис. 2. Простейший усилитель постоянного...
-
Компенсационный стабилизатор напряжения - Оcновы радиоэлектроники
Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) также представляет собой делитель напряжения, образованный переменным сопротивлением регулирующего элемента...
-
Экспериментальная схема лабораторной работы приведена на рис. 6. На вход линии задержки подключаются либо генератор синусоидальных сигналов, либо...
-
Снять амплитудно-частотную характеристику (АХЧ) одиночного контура Снять АЧХ двухконтурного фильтра. Снять зависимости U1(l) и U2(l), По ним рассчитать...
-
Анализ технического задания, Описание электрической схемы - Особенности работы микроконтроллера
Технические характеристики: Диапазон измерения, мкФ .............................................1.999-103 Погрешность во всем диапазоне, %, не...
-
Содержание отчета - Оcновы радиоэлектроники
Отчет должен содержать зарисованные осциллограммы и измеренные параметры сигналов по трем заданиям. 6. Контрольные вопросы 1. Для чего служит звуковой...
-
Основные теоретические сведения Задачи принятия технических решений принято делит на следующие этапы: 1. Формирование целей выбора; покупка изделия и...
-
Схема транзисторного усилителя низкой частоты Упрощенная схема каскада, выполненного на биполярном транзисторе типа р-n-р, включенного по схеме ОЭ,...
-
Экспериментальная установка, Напряжение питания +5&;nbsp;В 5% - Оcновы радиоэлектроники
Установка предназначена для практической сборки логических цепей на цифровых интегральных микросхемах. В данной работе используются микросхемы...
-
Элементы полупроводниковых ИМС на биполярных транзисторах
Элементы полупроводниковых ИМС на биполярных транзисторах Транзисторы типа п-р-п. Биполярный транзистор типа п-р-п является основным схемным элементом...
-
Для реализации ПУ выберем транзистор КТ503А, который является кремниевым, эпитаксиально-планарным п-р-п универсальным низкочастотным маломощным....
-
Для расчета эксплуатационных экономических показателей работы судна на линии, необходимо предварительно установить характеристики путевых условий по...
-
Измерение частоты - Оcновы радиоэлектроники
Измерение частоты является одной из важнейших задач, решаемых в радиоэлектронике, так как, с одной стороны, частота является одной из основных...
-
Расчет и выбор элементов задатчика интенсивности Предполагаемая принципиальная электрическая схема задатчика интенсивности изображена на рис.5.1. Рис....
-
Расчет надежности микрофарадометра - Особенности работы микроконтроллера
В таблицу 3.1.4 заносятся данные из принципиальной схемы. Таблица заполняется по колонкам. В 1-ую колонку заносится название элемента, его тип...
-
В качестве критерия для выбора оптимальных габаритов судового хода для работы судна на линии принято минимальное значение себестоимости перевозок,...
Содержание отчета, Лабораторная работа №&;nbsp;10, &;nbsp;Цель работы, Краткие теоретические сведения - Оcновы радиоэлектроники