Generatory przebiegów prostokatnych(2)


Sprawozdanie

Generatory przebiegów prostokątnych (multiwibratory)

Przerzutniki astabilne, nazywane też multiwibratorami, są układami relaksacyjnymi, samowzbudnymi, wytwarzającymi przebiegi o kształcie zbliżonym do prostokątnego.

0x08 graphic
Impulsy prostokątne charakteryzują się następującymi parametrami :

0x08 graphic
Przebiegi okresowe charakteryzują się ponadto :częstotliwością f lub okresem powtórzenia (repetycji) T i współczynnikiem wypełnienie :

Przerzutniki astabilne realizuje się przy zastosowaniu różnych elementów dyskretnych (tranzystorów bipolarnych i unipolarnych tranzystorów jedno-złączowych, diod tunelowych)lub układów scalonych liniowych i cyfrowych.

Najprostszy przerzutnik astabilny stanowi połączenie dwóch wzmacniaczy tranzystorowych objętych pojemnościowym dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Jak to zostało pokazane na poniższym rysunku:

0x08 graphic
Schemat 1)

0x08 graphic
Sprzężenie to jest tak silne , że tranzystory T1 iT2 przechodzą na przemian ze stanu nasycenia w stan obojętny i odwrotnie. Pracują więc jako przerzutniki elektryczne.

Załóżmy, że początkowo tranzystor T1 jest w stanie nasycenia. Napięcie na jego kolektorze jest więc równe napięciu nasycenia UCEsat.1 . Kondensator CB2 , naładowany w poprzednim cyklu pracy rozładowuje się w obwodzie +EC, RB2, kolektor-emiter T1. Rozładowanie to ma charakter wykładniczy, a stała czasowa wynosi w przybliżeniu RB2, CB2. Tranzystor T2 nie przewodzi ze względu na ujemny potencjał jego bazy. Napięcie na kolektorze tego tranzystora jest zbliżone do wartości EC. Kondensator CB1 ładuje się w obwodzie: emiter-baza T1 , RC2 , +EC. Przy prawidłowym doborze elementów układu, proces ładowania kondensatora CB1 zachodzi szybciej niż proces rozładowania kondensatora CB2. Jeżeli kondensator CB2 rozładuje się do wartości napięcia przewodzenia obwodu baza-emiter UBEP2 tranzystora T2 , to tranzystor ten zacznie przewodzić i napięcie na jego kolektorze zacznie wzrastać. Dzięki właściwościom wzmacniającym proces ten rozwija się lawinowo i kończy zmianą stanu tranzystora T1 i T2.

Tranzystor T2 jest teraz w stanie nasycenia a tranzystor T1 w stanie odcięcia. Dalej zjawiska przebiegają podobnie, z tym że rozładowuje się kondensator CB1 , a ładuje się kondensator CB2 . gdy napięcie na bazie tranzystora T1 osiągnie wartość napięcia przewodzenia UBEP1 , tranzystor ten przejdzie w stan nasycenia a tranzystor T2 w stan odcięcia. Nastąpi więc zamiana stanu tranzystora i proces zacznie się powtarzać.

Amplituda impulsów wyjściowych, pobieranych z kolektora jednego z tranzystorów :

Um = EC - UCEsat1

UCEsat1 - napięcia nasycenia tranzystora ; 1,2 - indeksy tranzystorów

Czas trwania poszczególnych cykli pracy:

t1 = 0,69 RB1*CB1

t1 = 0,69 RB2*CB2

Okres drgań przerzutnika astabilnego:

T = t1 + t2 = 0,69 (RB1*CB1 + RB2*CB2)

Dla przerzutnika symetrycznego RB1 = RB2 = RB

CB1 = CB2 = CB

T = 1,38 *RB*CB = 1,4 *RB*CB

Czasy narastania impulsów zależą od stałych czasowych RC1 , CB1 i RC2 , CB2 , natomiast czasy opadania zależą przede wszystkim od pojemności obciążającej tranzystor. Na ogół czas opadania jest dużo mniejszy od czasu narastania ( to << tn).

Rezystancje RB w obwodach baz wybiera się tak, aby tranzystory były w stanie nasycenia w czasie ich przewodzenia, co prowadzi do warunku :

RB = βo*RC

Okres drgań przerzutnika astabilnego można zmieniać dwoma sposobami:

Poprzez:

  1. zmianę parametrów obwodu ( RB , CB ) w których następuje rozładowanie,

  2. zmianę wartości napięcia, do którego ładuje się kondensator CB.

Zmianę parametrów kondensatorów sprzęgających CB lub rezystancji RB pozwalają zmieniać czasy t1 i t2 , a więc i częstotliwości w szerokim zakresie.

Kształt i amplituda impulsów wyjściowych pozostaje przy tym bez zmian. Najczęściej stosuje się skokową zmianą pojemności CB i płynną zmianę rezystancji RB.

Innym sposobem nastawiania częstotliwości drgań przerzutnika astabilnego jest zmiana napięcia zasilającego obwód baz tranzystora.

Poprawa kształtu impulsów generowanych przez przerzutniki astabilne wiąże się przede wszystkim ze skróceniem czasów narastania, w tym przypadku stosuje się dodatkowe układy diodowo-rezystancyjne tak jak to obrazuje poniższy rysunek a):

0x08 graphic

Zadanie wykonywane na ćwiczeniu

Ćwiczenie wykonywane na laboratorium miało na celu pokazanie zachowania się układu generatora impulsów prostokątnych w zależności od wielkości pojemności przyłączonej do układu. Aby to osiągnąć, połączyliśmy dwa układy wg schematu 1):

  1. symetryczny

  2. niesymetryczny

a) W układzie symetrycznym obie pojemności miały taką samą wielkość C = 0,10μF.

Z odczytów na oscyloskopie otrzymaliśmy następujące wyniki:

b) Drugi badany przez nas układ miał niesymetryczne wartości pojemności, i tak:

Otrzymane przez nas wyniki po uprzednim odczycie z oscyloskopu są następujące:

Powyższe wyniki obrazują nam specyfikę sterowania sygnałem multiwibratorów za pomocą pojemności. Widzimy, że przy zmianie wartości pojemności (dla układu niesymetrycznego) zmianie ulegają jedynie takie parametry jak:

Natomiast okres drgań sygnału T a co za tym idzie i jego częstotliwość f pozostają na tym samym poziomie zarówno dla sygnału wejściowego jak i wyjściowego.

Porównując natomiast układ symetryczny z niesymetrycznym możemy zauważyć, że dla układu symetrycznego otrzymujemy prawie dwukrotnie większe częstotliwości niż dla układu niesymetrycznego, przy parametrach pojemności zadanych jak poniżej:

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Generatory przebiegów prostokatnych, Studia, semestr 4, Elektronika II, Elektr(lab)
Generatory przebiegow niesinuso Nieznany
generator przebiegu sinusoidalengo
Identyfikacja Procesów Technologicznych, 12 Generatory przebiegów przypadkowych c d
Identyfikacja Procesów Technologicznych, 11 Generatory przebiegów przypadkowych
laborki z elektry, HARMONIC, Szereg Fouriera dla przebiegu prostokątnego :
generator przebiegów nieliniowych, PK, technika cyfrowa, Technika cyfrowa II
Generatory przebiegow niesinuso Nieznany
generator przebiegu sinusoidalengo
Oscyloskop elektroniczny, generator, obserwacja i pomiar parametrów przebiegów okresowych (2)
Oscyloskop elektroniczny, generator, obserwacja i pomiar parametrów przebiegów okresowych (2)x
generatory?li prostokątnej, trójkątnej
Oscyloskop elektroniczny, generator, obserwacja i pomiar parametrów przebiegów okresowychx
Generalnie ewolucja przebiega o jedną trzecią wolniej niż dotąd sądziliśmy
(),elektronika i elektrotechnika L, Oscyloskop elektroniczny, generator, obserwacja i pomiar paramet
Wpływ impedancji źródła zasilania na przebieg czasowy i wartość napięcia wyprostowanego w prostownik

więcej podobnych podstron