SPIS TREŚCI

−

+

U

+

U

−

R

2

R

1

R

C

R

C

U

wy

Ćwiczenie - 7

Generatory

Spis treści

1

Cel ćwiczenia

1

2

Podstawy teoretyczne

2

2.1

Wiadomości ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

3

Przebieg ćwiczenia

3

3.1

Badanie generatora z mostkiem Wiena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

3.1.1

Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych mostka Wiena . . . . .

3

3.1.2

Obserwacja przebiegów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

3.2

Badanie generatora relaksacyjnego zrealizowanego w oparciu o układ NE555 . .

4

4

Sprawozdanie

5

5

Niezbędne wyposażenie

5

Protokół

6

Wyniki pomiarów i obliczeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1

Cel ćwiczenia

Celem jest poznanie:

• zasady wzbudzania układów do generowania sygnałów,

• przykładowego generatora RC,

• przykładowego generatora relaksacyjnego.

1

−

+

U

+

U

−

R

2

R

1

R

C

R

C

U

wy

2

Podstawy teoretyczne

2.1

Wiadomości ogólne

Generator - układ służący do wytwarzania zmiennych przebiegów elektrycznych bez konieczności
doprowadzania z zewnątrz jakiegokolwiek sygnału pobudzającego. Przetwarza energię prądu
stałego (z zasilacza) na energie drgań.

K

1

,α

1

K

2

,α

2

U

we

U

wy

Rysunek 1: Schemat blokowy generatora

Układ generatora zawiera:

• wzmacniacz o wzmocnieniu K

1

, który wprowadza opóźnienie α

1

,

• obwód drgający (ustalający częstotliwość) o wzmocnieniu K

2

, który wprowadza opóźnienie

α

2

,

• pętlę dodatniego sprzężenia zwrotnego.

Dla podtrzymania drgań w generatorze wymagane jest spełnienie dwóch warunków:

• warunek amplitudy, K

1

K

2

= 1

• warunek fazy, α

1

+ α

2

= 2kπ, gdzie k = 0, 1, 2, . . .

Dla zapewnienia warunku fazy w generatorach stosuje się dwa podstawowe rozwiązania:

• wzmacniacz przesuwa fazę o 0 lub 2π, a pętla sprzężenia zwrotnego i układ pobudzany nie

wnosi dla danej częstotliwości przesunięcia fazowego,

• wzmacniacz przesuwa fazę tylko o π, a dalsze przesunięcie fazy o π następuje w układzie

pobudzanym do drgań.

2

−

+

U

+

U

−

R

2

R

1

R

C

R

C

U

wy

3

Przebieg ćwiczenia

3.1

Badanie generatora z mostkiem Wiena

3.1.1

Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych mostka Wiena

W układzie z rysunku 2 wyznaczyć charakterystykę mostka Wiena. Na wejście układu podać
przebieg sinusoidalny o amplitudzie U

we

= 5V . Zmieniając częstotliwość przebiegu wejściowego

w zakresie od 30Hz do 500kHz. Zmierzyć 2U

we

, 2U

wy

i ∆t. Obliczyć K

U

, K

U dB

i ϕ. Wyniki

pomiarów i obliczeń zapisać w tabeli 1.

R

C

R

C

U

wy

generator

NDN

OUT

oscyloskop

Tektronix

CH1 CH2

Rysunek 2: Mostek Wiena

3.1.2

Obserwacja przebiegów

Połączyć układ jak na rysunku 3.

Zaobserwować przebiegi na wejściu i wyjściu generatora

dla dwóch typów sprzężenia w wzmacniaczu nieodwracającym. Zmierzyć częstotliwość gen-
erowanego przebiegu.

−

+

R

2

V R

1

R

C

R

C

U

wy

oscyloskop

Tektronix

CH1 CH2

zasilacz

GWInstek

-CH1+

-CH2+

U

CH2

U

CH1

+15V

−15V

Rysunek 3: Generator RC z mostkiem Wiena

3

3.2

Badanie generatora relaksacyjnego zrealizowanego w oparciu o układ NE555

−

+

U

+

U

−

R

2

R

1

R

C

R

C

U

wy

3.2

Badanie generatora relaksacyjnego zrealizowanego w oparciu o
układ NE555

Połączyć układ jak na rysunku 4. Na kanale pierwszym zasilacza ustawić napięcie U

CH1

= 15V

oraz ograniczenie prądu I

CH1max

= 100mA. Zaobserwować przebieg napięcia na wyjściu u

wy

oraz na kondensatorze u

C

dla różnych pozycji potencjometru V R oraz dla różnych wartości

pojemności C.

C

V R

Trig

THR

DIS

g

GND

Vcc

u

wy

u

C

oscyloskop

Tektronix

CH1 CH2

zasilacz

GWInstek

-CH1+

-CH2+

U

CH1

Rysunek 4: Układ pomiarowy

4

−

+

U

+

U

−

R

2

R

1

R

C

R

C

U

wy

4

Sprawozdanie

4.1 Charakterystyki częstotliwościowe mostka Wiena

Wykreślić i zinterpretować pod względem warunków generacji drgań charakterystykę mostka
Wiena.

4.2 Generator z mostkiem Wiena

Zinterpretować przebiegi uzyskane na wyjściu generatora dla dwóch typów sprzężenia
zwrotnego w wzmacniaczu nieodwracającym i dla różnych pozycji potencjometru.

4.3 Układ NE555

Zinterpretować przebiegi uzyskane na wyjściu układu NE555 dla różnych pozycji po-
tencjometru i różnych wartości pojemności kondensatora.

4.4 Wnioski

5

Niezbędne wyposażenie

• kalkulator naukowy

• pendrive do 1GB

• protokół

Literatura

[1] Schenk Christoph Tietze Ulrich. Układy Półprzewodnikowe.

[2] Paul Horowitz Winfield Hill. Sztuka elektroniki cz.I.

[2, 1]

5

ĆWICZENIE - 6

GRUPA:

ooooooooo

DATA:

−

+

U

+

U

−

R

2

R

1

R

C

R

C

U

wy

Protokół

Wyniki pomiarów i obliczeń

Tabela 1: Wyniki pomiarów dla mostka Wiena

Wyniki pomiarów

Wyniki obliczeń

f [kHz]

2U

we

[V ]

2U

wy

[V ]

∆t[ms]

K

U

[−]

K

U dB

[dB]

ϕ[

◦

]

oooooooo

oooooooo

oooooooo

oooooooo

oooooooo

oooooooo

oooooooo

ooooooooo