LABORATORIUM

TECHNIKA CYFROWA

UKŁADY RC

oraz TIMER ‘555

Rev.1.0

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ: Układy RC oraz Timer ‘555

1. CEL ĆWICZENIA

-

praktyczna weryfikacja teoretycznych własności układów RC przy pobudzeniu przebiegami prostokątnymi

-

badanie generatorów astabilnych i monostabilnych zrealizowanych z wykorzystaniem układu timera serii ‘555

2. WYKORZYSTYWANE MODELE i ELEMENTY

W trakcie ćwiczenia wykorzystane zostaną dwa modele dydaktyczne TC-01 i TC-02 oraz zestaw elementów przedstawionych w Tabeli 1.

Tabela 1

Rezystory

10Ω, 47Ω, 68Ω, 100Ω, 150Ω, 200Ω,

1kΩ, 10kΩ, 20kΩ, 39kΩ, 68kΩ, 100kΩ,

1MΩ

Kondensatory

10pF, 100pF,

1nF, 10nF, 100nF,

1µF, 10µF, 100µF, 220µF

Zworki

0Ω

Model TC-01 służy do badania własności układów RC przy pobudzaniu przebiegami prostokątnymi. Na rysunku 1 przedstawiono widok modelu od strony montażowej wraz z zaznaczonymi połączeniami oraz zaciskami do mocowania elementów. Za jego pomocą można zrealizować różne konfiguracje układów RC, począwszy od najprostszych układów całkujących i różniczkujących.

1

2

3

4

5

WE

13

14

6

9

WY

11

7

10

GND

12

8

Rys. 1. Widok modelu dydaktycznego TC-01: od strony elementów i płyty czołowej KATEDRA ELEKTRONIKI AGH

2

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ: Układy RC oraz Timer ‘555

Model TC-02 służy do przeprowadzania eksperymentów z wykorzystaniem timera ‘555. W

trakcie zajęć badane będą m.in. generatory monostabilne i astabilne. Widok modelu TC-02 od strony elementów oraz płyty czołowej przedstawiony jest na rysunku 2.

1

2

3

4

TRIG

555

100n

WY

7

5

6

GND

8

Rys. 2. Widok modelu dydaktycznego TC-02: od strony elementów i płyty czołowej 3. PRZYGOTOWANIE KONSPEKTU

3.1. Wykorzystanie modelu TC-01

3.1.1. Zaprojektuj i narysuj schemat podstawowego układu całkującego o stałej czasowej wybranej przez prowadzącego z zestawu z Tabeli 2 i możliwego do realizacji z wykorzystaniem modelu TC-01. Proszę dokładnie opisać zaciski montażowe. Narysuj przebieg napięcia na wyjściu układu w stanie ustalonym przy pobudzeniu przebiegiem prostokątnym o amplitudzie UP-P (0V÷5V) i okresie T spełniającym relacje: a). T=τ, b).T=10τ, c). T=(1/10)τ. Jak będą wyglądały powyższe przebiegi po zmianie współczynnika wypełnienia napięcia wejściowego z 50% na 80%?

3.1.2. Zaprojektuj i narysuj schemat podstawowego układu różniczkującego o stałej czasowej wybranej przez prowadzącego z zestawu z Tabeli 2 i możliwego do realizacji z wykorzystaniem modelu TC-01. Proszę dokładnie opisać zaciski montażowe. Narysuj przebieg napięcia na wyjściu układu w stanie ustalonym przy pobudzeniu przebiegiem prostokątnym o amplitudzie UP-P (0V÷5V) i okresie T spełniającym relacje: a). T=τ, b).T=10τ, c). T=(1/10)τ. Jak będą wyglądały powyższe przebiegi po zmianie współczynnika wypełnienia napięcia wejściowego z 50% na 80%?

Tabela 2

Zestaw

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

τ 100µs 10µs 1µs 1ms 47µs 4.7µs 470µs 150µs 1.5ms 15µs 3.1.3. Zaprojektuj i narysuj schemat montażowy jednego (lub kilku) z poniższych, wybranych przez prowadzącego układów, tak aby możliwy był do realizacji za pomocą modelu TC-01.

Narysuj przebieg napięcia wyjściowego w stanie ustalonym dla elementów wybranych z KATEDRA ELEKTRONIKI AGH

3

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ: Układy RC oraz Timer ‘555

Tabeli 1 i przy wymuszeniu sygnałem prostokątnym o amplitudzie UP-P (0V÷5V). Dobierz okres przebiegu napięcia wejściowego w taki sposób aby możliwa była obserwacja charakterystycznych (istotnych) fragmentów przebiegu wyjściowego.

a).

b).

R1

C1

R1

C1

UWE

R2

UWY

UWE

R2

C2

UWY

d).

c).

R1

R1

R2

UWE

R2

C2

UWY

UWE

R3

UWY

C2

R1

R1

e).

f).

C1

C1

UWE

R2

C2

UWY

UWE

R2

UWY

g).

h). R1

R1

C1

R2

R2

UWE

U

U

WY

WE

UWY

R3

C2

C3

KATEDRA ELEKTRONIKI AGH

4

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ: Układy RC oraz Timer ‘555

3.1.4. Wykorzystując model TC-02 i elementy dostępne w Tabeli 1 zaprojektuj schemat montażowy generatora monostabilnego o okresie wybranym z Tabeli 3.

Tabela 3

Zestaw

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

T 5.17µs 11µs 16.5µs 22µs 42.9µs 51.7µs 74.8µs 110µs 165µs 220µs Zestaw

K

LB

M

N

O

P

R

S

T

U

T

429µs 517µs 748µs 1.1ms 2.2ms 5.17ms 7.48ms 11ms 16.5ms 20ms 3.1.5. Wykorzystując model TC-02 i elementy dostępne w Tabeli 1 zaprojektuj schemat montażowy generatora astabilnego, który będzie spełniał warunki odnośnie okresu drgań T i współczynnika wypełnienia zestawione w Tabeli 4.

Tabela 4

Zestaw

A

B

C

D

T, γ

10µs<T<25µs

30µs<T<70µs

80µs<T<120µs

150µs<T<250µs

γ=0.5

γ=0.7

γ=0.3

γ=0.5

Zestaw

E

F

G

H

T, γ

300µs<T<500µs 600µs<T<800µs 900µs<T<2ms

5ms<T<10ms

γ=0.7

γ=0.3

γ=0.7

γ=0.3

4. PRZEBIEG ĆWICZENIA

4.1. Ćwiczenia z wykorzystaniem modelu TC-01

4.1.1. Zweryfikuj praktycznie projekty z punktu 3.1.1 z wykorzystaniem generatora przebiegów prostokątnych i oscyloskopu. Przerysuj wyniki do sprawozdania i sformułuj wnioski.

4.1.2. Zweryfikuj praktycznie projekty z punktu 3.1.2 z wykorzystaniem generatora przebiegów prostokątnych i oscyloskopu. Przerysuj wyniki do sprawozdania i sformułuj wnioski.

4.1.3. Zweryfikuj praktycznie projekty z punktu 3.1.3 z wykorzystaniem generatora przebiegów prostokątnych i oscyloskopu. Przerysuj wyniki do sprawozdania i sformułuj wnioski.

KATEDRA ELEKTRONIKI AGH

5

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ: Układy RC oraz Timer ‘555

4.1.4. Zweryfikuj praktycznie projekty z punktu 3.1.4 z wykorzystaniem generatora przebiegów prostokątnych i oscyloskopu. Przerysuj wyniki do sprawozdania i sformułuj wnioski.

4.1.5. Zweryfikuj praktycznie projekty z punktu 3.1.5 z wykorzystaniem oscyloskopu.

Przerysuj wyniki do sprawozdania i sformułuj wnioski.

5. LITERATURA

[1]

http://layer.uci.agh.edu.pl/~maglay/pl/wrona/pl/podstrony/dydaktyka/Technika_Cyfrowa/RLC_

LD/RLC_NE555_teor.pdf

[2] Wykład z TC - dr inż. J. Kasperek, dr inż. P. Rajda

[3] Wojciech Nowakowski - Układy impulsowe

[4] Stanisław Sławiński - Technika impulsowa http://layer.uci.agh.edu.pl/~maglay/wrona/pl/podstrony/dydaktyka/Technika_Cyfrowa/RLC_

LD/RLC_NE555_teor.pdf

KATEDRA ELEKTRONIKI AGH

6