Politechnika Radomska Wydział Transportu	LABOLATORIUM ELEKTRYCZNIKI		Data:
	Grupa:	Zespół:	Rok akademicki:
Nr cwiczenia:	Temat: PODSTAWOWE UKŁADY IMPULSOWE		Ocena:

1. Układ sondy skompensowanej.

f = 1 kHz

C1 = 1 nF

R1 = 1 k

C2 = 1 nF

R2 = 1 k

1. C₁R₁ = C₂R₂

U₁

U₂

t_w = 500 μs

b)

1. C₁ = 4,7 μF; R1 = 1 k; C2 = 1 nF; R2 = 1 k; t_op = 14,5 μs

2. C₁ = 4,7 nF; R1 = 1 k; C2 = 1 nF; R2 = 1 k; t_op = 11,6 μs

U₁

1.

2.

t_w = 500 μs

c)

1. C₁ = 1 nF; R1 = 1 k; C2 = 100 nF; R2 = 1 k; t_nar = 111 μs

2. C₁ = 1 nF; R1 = 1 k; C2 = 10 nF; R2 = 1 k; t_nar = 12 μs

U₁

2.

1.

t_w = 500 μs

f = 10 kHz

1. 
   ; C₁ = 10 nF; R1 = 1 k; C2 = 1 nF; R2 = 1 k; t_op = 13,8 μs

2. 
   ; C₁ = 1 nF; R1 = 1 k; C2 = 10 nF; R2 = 1 k; t_nar = 10,6 μs

U₁

1.

2.

2. Układ ograniczania amplitudy.

R = 1 k; Uo = const. = 0,01 V

U1 [V]	0,46	0,55	0,63	0,79	0,98	1,13	1,42
U2 [V]	0,39	0,44	0,47	0,51	0,58	0,62	0,7

R = 1 k; Uo = const. = 1,24 V

U0 [V]	5,0	8,6	9,6	10,0	12,9	13,7
U2 [V]	1,24	1,19	1,03	0,81	0,48	0,28

b)

R = 0,2 k; Uo = const. = 0,018 V

U1 [V]	1,57	2,13	2,66	3,39	3,62	3,97	4,54	4,8
U2 [V]	1,02	1,4	1,89	2,41	2,53	2,78	3,2	3,39

R = 0,2 k; Uo = const. = 3,11 V

U0 [mV]	17	19	24	26	35	37	38
U2 [V]	1,32	1,49	1,4	1,9	2,6	3,14	3,24

3. 
   Układy statycznego przesuwania poziomu.

I [mA]	0,9	1,5	2,1	2,28	3,10	4,19	5,47	6,05
ΔU [V]	0	0,65	1,28	2,1	2,9	4,9	6,2	6,8

4. Układ kształtowania impulsów szpilkowych.

R = 2,2 kΩ; Re = 51 kΩ; Rc = 220 Ω

a) C = 10 nF

U₁ = 2,48 V

U₂

τ = 20 μs

2. C= 4,7 μF

U₁ = 4,88 V

ΔU

U₂

ΔU

ΔU = 0,43 V

WNIOSKI.

1. Przy badaniu dzielnika skompensowanego (sonda) kształt napięcia wyjściowego jest praktycznie bez żadnych zniekształceń przy warunku C₁R₁ = C₂R₂.

Zmniejszana jest jedynie amplituda napięcia wejściowego. W tym przypadku sonda jest skompensowana.

Dla warunku
a ponieważ R₂ = R₁ to C₁ < C₂ widzimy, że sonda jest niedokompensowana. Ponieważ pojemność C₂ > C₁ to układ ma charakter układu całkującego (układ pracuje jako elementarny filtr dolnoprzepustowy RC). Im większa wartość pojemności C₂ (zwiększenie stałej czasowej) tym przebieg wyjściowy jest bardziej „płaski”, dążący do przebiegu piłokształtnego.

Natomiast gdy
, (R₂ = R₁) więc C₁ > C₂ układ sondy jest przekompensowany.

Ponieważ C₁ > C₂ a więc układ ma charakter układu różniczkującego (układ pracuje jako elementarny filtr górnoprzepustowy RC), czas opadania jest tym mniejszy im pojemność C₁ jest mniejsza (mniejsza stała czasowa). Dla takich samych wartości elementów, ale dla większej częstotliwości, układ jest bardziej rozkompensowany. W przypadku C₁ > C₂ stała czasowa jest bez zmian, ale czas opadania w stosunku do czasu trwania impulsu prostokątnego jest znacznie większy, a gdy C₁ < C₂ (układ całkujący) czas narastania w stosunku do czasu trwania impulsu prostokątnego jest znacznie większy. A więc gdy zwiększamy częstotliwość należy zmienić wartość elementów tak, aby dla C₁ > C₂ stała czasowa była mniejsza a dla C₁ < C₂ stała czasowa była większa.

2. Praca układów ograniczających polega na silnym tłumieniu części przebiegu, co prowadzi do ograniczenia jego amplitudy.

W układzie równoległego ogranicznika a),gdy napięcie wejściowe jest mniejsze od sumy napięcia progowego diody to napięcie wyjściowe jest w przybliżeniu równe napięciu wejściowemu U₂ ≈ U₁.

Gdy napięcie wejściowe przekroczy wartość U₀ + U_TO to napięcie wyjściowe U_wy ≈ U₀ + U_TO. Dla układu idealnego, przy założeniu, że rezystancja diody w kierunku przewodzenia R_F jest znacznie mniejsza od R, a rezystancja diody w kierunku wstecznym R_R znacznie większa od R. Charakterystyka rzeczywista różni się jednak od idealnej, ponieważ oprócz rezystancji R_F i R_R mają wpływ także rezystancja źródła sygnału i rezystancja obciążenia. Przy ograniczniku szeregowym b) sytuacja jest odwrotna. Napięcie obcinane jest do momentu dopóki napięcie wejściowe U₁ przekroczy wartość U₀ + U_TO. Z charakterystyki U₂ = f(U₀) obserwujemy, że w miarę zwiększenia napięcia U₀ napięcie wyjściowe jest ograniczone na coraz to niższym poziomie (przy ograniczniku równoległym) i coraz to większym poziomie (przy ograniczniku szeregowym).

3. Układy przesuwania poziomu mają za zadanie dopasowanie napięć przy połączeniu kilku stopni kształtujących. Napięcie wyjściowe z tego układu ma w stosunku do wejściowego taki sam kształt (bez zniekształceń), ale jego składowa stała jest przesunięta o wartość ΔU, zależną w tym przypadku od wartości prądu źródła prądowego I. Z charakterystyki widzimy, że im większa wartość tego prądu tym składowa stała ma większe przesunięcie ΔU.

4. Układ kształtowania impulsów szpilkowych badany w ćwiczeniu działa jak układ różniczkujący, ale dzięki takiemu połączeniu uzyskuje się lepsze parametry tzn. większą stromość opadania impulsów.

1

U₁ [V]

U₂ [V]

U₂ [V]

U₀ [mV]

I [mA]

ΔU [V]

U₂ [V]

U₁ [V]

U₂ [V]

U₀ [mV]

---