POLITECHNIKA ŚLĄSKA GLIWICE 2000.03.15.

W GLIWICACH

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Laboratorium z elektroniki

Temat: Układy impulsowe.

Sekcja: 6

Grupa: 2 sem:4

Mariusz Kulawik

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z trzema najpopularniejszymi układami impulsowymi:

- przerzutnikiem Schmita

• Układem monostabilnym (uniwibratorem)

• multiwibratorem

Przerzutnik Schmita ma za zadanie przekształcić przebieg wejściowy na falę prostokątną i wyeliminować zakłócenia panujące na przebiegu wejściowym

Uniwibrator jest oparty na bazie multiwibratora, lecz w swej strukturze nie posiada jednego rezystora i jeden z kondensatorów jest zastąpiony rezystancja. Jego zadaniem jest wygenerowanie pojedynczego impulsu prostokątnego przy podaniu jednego impulsu wejściowego np. szpilki. Czas trwania sygnału wyjściowego jest uzależniony od elementów R,C (R1,C1 na schemacie).

Multiwibrator ma za zdanie wygenerować napięcie prostokątne o zadanej częstotliwości, która zależy od wartości elementów R, C (na schemacie jako R1, R2, C1, C2).

1. Przerzutnik Schmita.

1. zależność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego

U_WY = f ( U_WE )

Lp	RE	U+	U-
	Ω	V	V
1	0	0,68	0,68
2	100	1,48	1,04
3	300	2,7	1,6
4	1000	4,4	3

dla U₊ ≠ U_-

dla U₊ = U_-

Przebieg napięcia wyjściowego dla U₊ = U_-

• 2. Układ monostabilny (uniwibrator):

Wartości zmieniane : R_B2 = 68kΩ,330kΩ, C = 4,4nF,2,7nF

Czas trwania impulsu wyjściowego τ w zależności od elementów R_b2,C odczytany z oscyloskopu.

Lp	Rb2	C	τ
----	kΩ	nF	Ms
1	68	2,7	0,1
2	330	2,7	0,44
3	330	4,4	0,7
4	68	4,4	0,15

3. Multiwibrator

Czasy trwania stanów w zależności od wartości elementów odczytane z oscyloskopu.

Lp	Rb1	Rb2	Rc1	Rc2	RE	C1	C2	τ1	τ2
	KΩ	kΩ	kΩ	kΩ	Ω	nF	nF	ms	ms
1	330	330	3	3	100	2,7	2,7	0,4	0,4
2	68	330	3	3	100	2,7	2,7	0,42	0,08
3	68	330	3	3	100	4,4	2,7	0,42	0,16

Ad1.

Ad2.

Ad3.

1. Wnioski:

Badając układ Schmita zauważyliśmy, że podając na wejście układu sygnał sinusoidalny, na wyjściu otrzymaliśmy falę prostokątną. Przy pętli zerowej czas trwania impulsu wyjściowego jest uzależniony od amplitudy sygnału wejściowego i od zakłóceń nakładających się na ten przebieg. Jeżeli mamy określoną wartość napięcia progowego, od którego na wyjściu układu pojawia się impuls i sygnał wejściowy jest zakłócony to w pobliżu tego poziomu następuje niepożądane wielokrotne zadziałania tego przerzutnika w efekcie otrzymujemy bardzo wiele impulsów wyjściowych, dopiero po znacznym przekroczeniu wartości chwilowej napięcia sygnału wejściowego następuje pożądany impuls wyjściowy. Przy zmniejszaniu się z powrotem tej wartości chwilowej układ zachowuje się podobnie jak opisano wcześniej. Dopiero wprowadzenie pętli histerezy stabilizuje prace układu . Pojawienie się pętli histerezy powoduje, że zniekształcenia na sygnale wejściowym nie odgrywają żadnego znaczenia.

Badając układ monostabilnny zauważyliśmy, że podając na wejście falę prostokątną na wyjściu otrzymujemy impulsy prostokątne o określonym czasie trwania z tym tylko, że powtarzają z częstotliwością przebiegu wejściowego. Czas impulsu wyjściowego regulowany jest za pomocą dwóch elementów rezystora R_b i kondensatora C według oznaczeń na schemacie i określony jest zależnością τ_WY=R*C*ln2, czas ten nie zależy od amplitudy sygnału wejściowego.

Układ taki można wykorzystać jako układ wydłużający lub skracający impulsy wejściowe. Może wiec działać jako układ opóźniający lub przyspieszający zbocze opadające, ale częstotliwość przebiegu wyjściowego będzie równa częstotliwości przebiegu wejściowego. Jest to słuszne dla czasu trwania impulsu wyjściowego nie przekraczającego okresu przebiegu wejściowego, ponieważ jeśli te czasy się pokryją lub τ_WY>T_WE to na wyjściu otrzymamy stały poziom wysoki.

Badając multiwibrator stwierdziliśmy, że w odróżnieniu od uniwibratora jest układem, który samodzielnie generuje fale prostokątną. Jej częstotliwość jest regulowana za pomocą pary RC, wyznaczyć ją można z zależności f=1/(R1*C1*ln2 +R2*C2*ln2). Przy jednakowych wartościach rezystorów i kondensatorów stwierdziliśmy, że współczynnik wypełnienia przebiegu jest równy 50% . Układ może być wykorzystany jako generator taktujący układy cyfrowe, jako generator akustyczny i wiele innych zastosowań w urządzeniach gdzie jest potrzebny sygnał o zmiennej częstotliwości lub o jednym zakresie.

---