Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadami działania przerzutników: astabilnego, monostabilnego, bistabilnego oraz zmierzenie czasów trwania stanów wysokiego i niskiego.
Przerzutnik astabilny
Wartości R i C podane przez prowadzącego:
C= 1μF, 2μF, 3μF
R =1kΩ, 5kΩ, 10kΩ
Wzory do obliczeń:
t1 = (R1 + R2) * C * ln2 - czas trwania stanu wysokiego
t2 = R2 * C * ln2 - czas trwania stanu niskiego
Wyniki pomiarów, wraz z obliczeniami przedstawiają poniższe tabele:
Dla C = 1 μF
R1 [kΩ] |
t1 [ms] |
t1 obliczone [ms] |
t2 [ms] |
t2 obliczone [ms] |
1 |
703,97u |
0,639 |
1,41 |
1,39 |
5 |
1,7 |
3,46 |
3,47 |
6,93 |
10 |
22,92 |
6,93 |
7,22 |
13,86 |
Dla C = 2 μF
R1 [kΩ] |
t1 [ms] |
t1 obliczone [ms] |
t2 [ms] |
t2 obliczone [ms] |
1 |
3,72 |
1,38 |
1,41 |
2,73 |
5 |
13,9 |
6,93 |
7,04 |
13,86 |
10 |
27,98 |
13,86 |
13,9 |
27,72 |
Dla C = 3 μF
R1 [kΩ] |
t1 [ms] |
t1 obliczone [ms] |
t2 [ms] |
t2 obliczone [ms] |
1 |
3,03 |
2,07 |
2,13 |
4,16 |
5 |
20,76 |
10,40 |
10,47 |
20,79 |
10 |
41,52 |
20,78 |
21,12 |
41,58 |
Przerzutnik monostabilny
Wartości R i C podane przez prowadzącego:
C= 1μF, 2μF, 3μF
R =10kΩ, 50kΩ, 100kΩ
Wartość t2 obliczam ze wzoru:
t2 = R * C * 1,1 - czas trwania impulsu wyjściowego
Wyniki pomiarów, wraz z obliczeniami przedstawiają poniższe tabele:
Dla C = 1 μF
R1 [kΩ] |
t [ms] |
t obliczone [ms] |
10 |
9,39 |
11 |
50 |
45,13 |
55 |
100 |
119,13 |
110 |
Dla C = 2 μF
R1 [kΩ] |
t [ms] |
t obliczone [ms] |
10 |
19,86 |
22 |
50 |
119,13 |
110 |
100 |
213 |
220 |
Dla C = 3 μF
R1 [kΩ] |
t [ms] |
t obliczone [ms] |
10 |
37,45 |
33 |
50 |
137,18 |
165 |
100 |
288,81 |
330 |
Przerzutnik bistabilny
W tym punkcie badaliśmy tablice prawdy tego przerzutnika.
Wy 1 Stan poprzedni |
We 1 |
We2 |
Wy 1 |
Wy 2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
WNIOSKI:
Na ćwiczeniu tym badaliśmy czasy trwania pracy przerzutników, które to pozwalają na określenie długości pracy przerzutnika w poszczególnych stanach.
W przerzutniku astabilnym, wraz ze zwiększaniem pojemności kondensatora i rezystancji oporników, czasy trwania stanów wysokiego jak i niskiego zwiększają się, i co się z tym wiąże, większa się tym samym okres impulsów.
W przerzutniku monostabilnym wraz ze wzrostem pojemności i rezystancji zwiększa się czas trwania impulsu wyjściowego.
W celu porównania pomierzonych wartości z wartościami teoretycznymi, przeliczyliśmy czasy trwania poszczególnych stanów pracy korzystając z odpowiednich zależności matematycznych. Różnica pomiędzy czasami zmierzonymi w laboratorium a obliczonymi przez nas jest niewielka w przypadku przerzutnika monostabilnego natomiast różni się niemal dwukrotnie w przypadku przerzutnika astabilnego. Brak dokładności w obliczeniach mogą wynikać np. ze względu na brak możliwości dokładnego zmierzenia długości przedziałów (pomiary są przybliżone) oraz niedokładności symulacji komputerowej czy braku dokładności w przypadku modelowania. Z drugiej strony wyniki obliczeń, dokonywanych na podstawie wzorów, były przez nas zaokrąglane.
W przypadku przerzutnika bistabilnego naszym zadaniem było prześledzenie jego tablicy prawdy. Podczas badania działania przerzutnika zauważyliśmy, że stany wyjść układu zależą od stanów wejść, ale także od poprzednich stanów na wyjściu.