ĆWICZENIE LABORATORYJNE
TEMAT: Badanie multiwibratora astabilnego  1 godz.
TEMAT: Badanie generatorów przebiegów impulsowych  1 godz.
1. WPROWADZENIE
Przedmiotem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania podstawowych
typów generatorów impulsowych. Ćwiczenie pozwala zapoznać się z rozwiązaniami
konstrukcyjnymi następujących typów generatorów impulsowych:
- multiwibrator astabilny;
- multiwibrator monostabilny;
- multiwibrator bistabilny.
2. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE
W celu przygotowania się do ćwiczenia należy przestudiować zagadnienia z następujących
pozycji literaturowych:
1. Boksa J.   Układy analogowe cz. II, WAT 2000, S-56778, str. 123-134.
2. Lurch E. N.   Podstawy techniki elektronicznej Wyd. III, PWN 1976, Syg. 39259, str.
581-600.
3. PRZYKA
ADOWE PYTANIA KONTROLNE
1. Omówić istotne różnice w istocie działania multiwibratorów (astabilnego,
monostabilnego, bistabilnego).
2. Narysować schemat i omówić zasadę pracy multiwibratora astabilnego.
3. Narysować schemat i omówić zasadę pracy multiwibratora monostabilnego.
4. Narysować schemat i omówić zasadę pracy multiwibratora bistabilnego.
5. Narysować schemat i omówić zasadę pracy generatora samodławnego.
6. Omówić zasadę wytwarzania napięć liniowo-narastających.
4. PRZEBIEG ĆWICZENIA
I. BADANIE MULTIWIBRATORA ASTABILNEGO
A. Generator fali prostokÄ…tnej
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23008, blok d połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 1.
Rys. 1. Schemat układu do badania generatora fali prostokątnej
Pomiary:
a) użyć woltomierza (DCV) do pomiaru odpowiednio napiec Vce5, Vbe5, Vce6 i Vbe6
i zapisać wyniki;
b) użyj dwukanałowego oscyloskopu do pomiaru odpowiednio napiec Vce5, Vbe5, Vce6
i Vbe6 i zapisać wyniki;
c) jeśli nie można zaobserwować fali prostokątnej na wyjściach Vce5 i Vce6 to
odłączyć kondensatory C11 i C13 i powtórzyć krok a) sprawdzając, czy wartość
amplitudy napiec Vce5 i Vce6 wynosi około 0,2V a napiec Vbe5 i Vbe6 około 0,6V. W
przeciwnym razie sprawdzić poprawność połączenia układu.
Zadanie:
- wyniki pomiarów umieścić w tabeli 1;
- porównać miedzy sobą napięcia pomierzone woltomierzem i oscyloskopem.
Tabela 1
kształt sygnału f Vp-p Vwoltomierza
V
t
VCE5
V
VBE5 t
V
t
VCE6
V
t
VBE6
B. Generator fali prostokątnej z regulowaną częstotliwością
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23008, blok d połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 2.
Rys. 2. Schemat układu do badania generatora fali prostokątnej z regulowaną częstotliwością
Pomiary:
a) użyj oscyloskopu do pomiaru odpowiednio napiec Vce5, Vbe5, Vce6 i Vbe6 i zapisać
wyniki;
b) kręcąc dowolnie potencjometrem VR3 (100kW), sprawdzić czy częstotliwość
sygnału wyjściowego generatora się zmienia
Zadanie:
- wyznaczyć częstotliwość: dla VR3 = 0W i VR3 = 100kW.
C. Migawka elektroniczna (latarka elektryczna)
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23008, blok d połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 3.
+ 12V
CR1
CR2
R21 R22
10k 10k
R23
R20
C12 C14
1k
1k
F F
OUT1 OUT2
Q5
Q6
Rys. 3. Schemat układu do badania migawki elektronicznej (latarki elektrycznej)
Pomiary:
a) sprawdzić czy dioda LED miga oraz pomierzyć wartość częstotliwości sygnału
wyjściowego;
b) zamienić pojemność C11 na C12 i sprawdzić czy dioda LED nadal miga. Jeśli nie
opisać, dlaczego;
c) użyć oscyloskopu by zmierzyć odpowiednio wartości napiec Vce5, Vce6 i
częstotliwości f;
d) sprawdzić czy pomierzona wartość częstotliwości jest niższa od pomierzonej przy
pojemności C11.
II. BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW IMPULSOWYCH
A. Multiwibrator monostabilny uruchamiany impulsem dodatnim
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23009, blok b połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 4.
Rys. 4. Schemat układu do badania multiwibratora monostabilnego uruchamianego impulsem dodatnim
Pomiary:
a) użyć woltomierza (DCV) do pomiaru odpowiednio napiec Vce5, Vbe5, Vce6 i Vbe6
i zapisać wyniki;
b) podłączyć generator sygnału i oscyloskop do wejścia układu pomiarowego (IN);
c) podłączyć oscyloskop do wyjścia układu pomiarowego;
d) nastawić generator sygnału na częstotliwość 500 Hz, powoli zwiększając
amplitudę generowanego napięcia do momentu, gdy na ekranie oscyloskopu
pojawi się sygnał prostokątny;
e) użyć oscyloskopu do pomiaru parametrów sygnału w punktach TP1 i TP2.
Zadanie:
- narysować zarejestrowane przebiegi sygnału wyjściowego;
- sprawdzić, czy to prawda, że czas opóz
nienia sygnału wyjściowego T dla
multiwibratora monostabilnego jest prawie równy 0.7 RB2 Cb.
B. Zegar elektroniczny
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23009, blok b połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 5.
Rys. 5. Schemat układu do badania zegara elektronicznego
Pomiary:
a) przycisnąć przycisk S1 i zmierzyć czas świecenia diody LED;
b) zmienić ustawienia potencjometru VR3, ponownie przycisnąć przycisk S1 i
zmierzyć czas świecenia diody LED.
Zadanie:
- zapisać wyniki pomiarów i wyciągnąć wnioski.
C. Przerzutnik typu RS
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23009, blok c połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 6.
+ 12V
CR3
CR4
C6
C7
R6 R13
F
F
1k 1k
R11
R12
10k
10k
Q4
Q5
S2
S3
Rys. 6. Schemat układu do badania przerzutnika RS
Pomiary:
a) nacisnąć przycisk S2 i woltomierzem zmierzyć napięcia Vbe4, Vce4, Vbe5 i Vce5
tranzystorów Q4 i Q5. Zapisać wyniki pomiarów;
b) nacisnąć przycisk S3 i woltomierzem zmierzyć napięcia Vbe4, Vce4, Vbe5 i Vce5
tranzystorów Q4 i Q5. Zapisać wyniki pomiarów.
Zadanie:
- wyniki pomiarów umieścić w tabeli 3;
Tabela 3
S2 S3
VBE4 VBE4
VCE4 VCE4
VBE5 VBE5
VCE5 VCE5
D. Przerzutnik typu T (dzielnik częstotliwości)
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-23009, blok c połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 7.
+ 12V
CR3
CR4
C6
C7
R6 R13
F
F
1k 1k
OTP2
OTP1
R11 R12
10k 10k
Q4
Q5
CR5 CR6
C8
R14
IN
F
14k
Rys. 7. Schemat układu do badania przerzutnika typu T
Pomiary:
a) podłączyć generator sygnału i oscyloskop do wejścia układu pomiarowego (IN);
b) podłączyć oscyloskop do wyjścia układu pomiarowego(OUT);
c) nastawić generator sygnału na częstotliwość 1 kHz, powoli zwiększając amplitudę
generowanego napięcia do momentu, gdy na ekranie oscyloskopu, podłączonego
do wyjścia OUT1, pojawi się sygnał prostokątny;
d) zaobserwować przebieg sygnału na wejściu (IN) i wyjściu (OUT1) układu
pomiarowego;
e) obliczyć częstotliwość sygnału wyjściowego f1;
f) użyć oscyloskopu do pomiaru parametrów sygnału na wyjściu OUT2 oraz
obliczyć częstotliwość tego sygnału f2;
g) nastawić generator sygnału na częstotliwość 3 kHz i powtórzyć czynności wg
punktów d) ¸ f).
Zadanie:
- wyniki pomiarów umieścić w tabeli 4;
- wyciągnąć wnioski odnośnie zależności częstotliwości sygnału wejściowego
i wyjściowego.
Tabela 4
IN f = 1kHz IN f = 3kHz
OUT1 f = OUT1 f =
OUT2 f = OUT2 f =
E. Przerzutnik Schmitta - obwód podstawowy
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-230010, blok a połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 9.
Rys. 9. Schemat układu do badania przerzutnika Schmitta
Pomiary:
a) ustawić wartość rezystancji potencjometru VR2 na 0W;
b) następnie zmierzyć woltomierzem wartość następujących parametrów pracy
tranzystora Q1 i Q2:
Q1: Vbe1, Vce1, Vc1,
Q2: Vbe2, Vce2, Vc2;
c) użyć woltomierza do pomiaru napięcia wyjściowego VOUT (Vc2);
d) regulując potencjometrem VR2 , powoli zwiększać wartość napięcia wejściowe Vi
aż do momentu nagłego wzrostu napięcia wyjściowego VOUT. Zmierzyć wartość
napięcia wejściowego Vi i górną wartość na pięcia progowego VU;
e) ponownie zmierzyć woltomierzem wartość następujących parametrów pracy
tranzystora Q1 i Q2:
Q1: Vbe1, Vce1, Vc1,
Q2: Vbe2, Vce2, Vc2;
f) regulując dalej potencjometrem VR2 tak, aby wartość napięcia wejściowego Vi
dalej rosła do momentu, aż wartość napięcia wyjściowego VOUT zacznie się
zmieniać;
g) zmniejszać wartość napięcia wejściowego Vi potencjometrem VR2 do momentu
nagłego spadku wartości napięcia wyjściowego VOUT. Zmierzyć wartość napięcia
wejściowego Vi , dolną wartość na pięcia progowego VL oraz napięcie Vbe1;
Zadanie:
- wyniki pomiarów umieścić w tabeli 5;
- wyliczyć wartość napięcia  histerezy Vh = VU - VL
Tabela 5
VOUT VBE1 VCE1 VC1 VBE2 VCE2 VC2
Vi (VU)
Vi < VU
VOUT Vi = VU
ViÅ»(VL)
Vi < VL
F. Przerzutnik Schmitta - 60 Hz generator fali prostokÄ…tnej
Warunki pomiarów:
- wykorzystując moduł pomiarowy KL-230010, blok a połączyć układ pomiarowy
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 10.
Rys. 10. Schemat układu do badania generatora fali prostokątnej
Pomiary:
a) do wejścia układu pomiarowego IN, podłączyć generator sygnałowy;
b) podłączyć jeden kanał oscyloskopu na wejście IN, drugi na wyjście układu
pomiarowego OUT;
c) ustawić na generatorze następujące wartości sinusoidalnego sygnału wejściowego:
f = 60 Hz, Vp-p = 5V. Zaobserwować, czy na ekranie oscyloskopu pojawi się
symetryczny prostokątny przebieg sygnału wyjściowego. W razie potrzeby
dostroić potencjometrem VR2 parametry sygnału wyjściowego. Przerysować
oscylogramy sygnałów wejściowego i wyjściowego.
d) wyłączyć generator sygnałowy. Następnie zmierzyć woltomierzem napięcie na
bazie Vb tranzystora Q1. Zapisać wyniki pomiarów;
e) ponownie włączyć generator sygnałowy i zwiększając wartość napięcia bazy Vb
tranzystora Q1 potencjometrem VR2, do momentu, aż kształt sygnału wyjściowego
będzie asymetryczny. Zmierzyć wartość napięcia sygnału na wejściu VIN i wyjściu
VOUT układu pomiarowego. Zapisać wyniki pomiarów;
f) regulując odwrotnie potencjometrem VR2 zmniejszać wartość napięcia bazy Vb
tranzystora Q1 , obserwując zmiany sygnału wyjściowego. Zmierzyć wartość
napięcia sygnału na wejściu VIN i wyjściu VOUT układu pomiarowego. Zapisać
wyniki pomiarów.
5. OPRACOWANIE SPRAWOZDANIA
Sprawozdanie powinno zawierać:
- krótki opis ćwiczenia;
- schematy ideowe układów pomiarowych;
- wyniki pomiarów;
- zdjęte oscylogramy i sporządzone wykresy;
- protokół pomiarowy podpisany przez prowadzącego ćwiczenie;
- przykładowe obliczenia;
- wnioski.