Technika cyfrowa

Laboratorium

Ćwiczenie nr 8

„Generatory zegarowe”

02.12.2008

Grupa C2/L4

Sprawozdanie wykonali:

Joński Kamil

Trzcinski Maciej

Turski Michał

Katedra Elektroniki Morskiej

1. Wprowadzenie oraz cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest obserwacja i pomiar stałych częstotliwości sześciu różnych układów generatorów. Czynnikiem destabilizującym częstotliwość są zmiany napięcia zasilania układów. W pierwszej części ćwiczenia badane są trzy generatory, zbudowane z linearyzowanych bramek logicznych. Mierzone są parametry generatora wykonanego w technologii CMOS oraz TTL z dwoma rodzajami sprzężenia zwrotnego.

W drugiej części ćwiczenia badaniu podlega układ generatora z linearyzowanych bramek NAND z możliwością dołączenia rezonatora kwarcowego. W trzeciej części ćwiczenia układami badanymi są dwa generatory typu integrator-przerzutnik.

Celem ćwiczenia było eksperymentalne porównanie właściwości różnych układów generatorów przebiegów zegarowych, stosowanych w układach cyfrowych.

2. Zasada działania generatora scalonego 555

Układ NE555 jest uniwersalnym układem czasowym. Umożliwia monostabilne generowanie impulsów o czasie trwania od rzędu mikrosekund do kilku godzin. W przypadku pracy astabilnej możliwe jest wytworzenie ciągów impulsów o częstotliwości do kilku Mhz w zależności od producenta i technologii wykonania timera.

Timer NE555 może pracować w jednym z dwóch podstawowych układów pracy: jako multiwibrator monostabilny i astabilny.

Schemat blokowy wewnętrznej struktury 555 jest identyczny dla wersji wykonanej w technologii bipolarnej jak i CMOS. Napięcia odniesienia ustalane są w dzielniku napięciowym zawartym w strukturze wewnętrznej układu. Dzielnik składa się z trzech rezystorów R1,R2,R3 o takiej samej wartości

3. Wkładka DM241A

Generator zbudowany z linearyzowanych bramek CMOS

Nr.	Uz [V]	R1 [Ω]	C1 [F]	f [kHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	5	50k	22p	276,1	3,615		5,28
2	5	50k	33p	206,9	4,831	40	5,28
3	5	50k	43p	170,7	5,86	32	5,28
4	5	50k	1n	12,01	83,29	30	5,44
5	5	100k	22p	153,4	6,518	29	5,44
6	5	100k	33p	115	8,850	31	5,44
7	5	100k	43p	92,65	10,79	35	5,44
8	5	100k	1n	6,246	160,3	32	5,44
9	5,7	50k	22p	289,7	3,45	55	6,08
10	5,7	50k	33p	216,5	4,62	44	6,08
11	5,7	50k	43p	178,4	5,605	36	6,08
12	5,7	50k	1n	12,36	80,96	35	6,16
13	5,7	100k	22p	159,4	6,262	32	6,16
14	5,7	100k	33p	117,1	8,538	31	6,08
15	5,7	100k	43p	96,06	10,41	36	6,08
16	5,7	100k	1n	6,38	156,5	31	6,08

Generator zbudowany z linearyzowanych bramek TTL pracujący w układzie wzmacniacza z dodatnim sprzężeniem zwrotnym

Nr.	Uz [V]	R2 [Ω]	C2[F]	f [kHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	5	510	4,7n	221,5	4,52		4,16
2	5,7	510	4,7n	209,2	4,78	64	4,88
3	5	1k	4,7n	118,4	8,46	70	4,16
4	5,7	1k	4,7n	110,0	9,02	71	4,88

Generator zbudowany z linearyzowanych bramek TTL z podwójnym sprzężeniem zwrotnym

Nr.	Uz [V]	R3=R4 [Ω]	C2[F]	f [kHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	5	120	10n	1445	705,3		4
2	5,7	120	22n	187,7	5,357	47	4,72
3	5	430	10n	185,3	5,388	49	4,08
4	5,7	430	22n	58,8	17,02	50	4,8
5	5,7	120	10n	347,6	2,877	48	4,72
6	5	120	22n	772	1,318	45	4,08
7	5	430	22n	97,97	10,23	50	4,08
8	5,7	430	10n	114,7	8,740	48	4,72

4. Wkładka DM241B

Generator zbudowany z linearyzowanych bramek TTL z obwodem rezonansowym w postaci rezonatora

Nr.	R1=R2=R4 [Ω]	R3 [Ω]	C1[F]	C2=C3 [F]	f [MHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	120	zworka	2n	2n	5,525	180		3,72
2	120	zworka	4,7n	2n	54	18,12	35	0,74

Generator zbudowany z linearyzowanych bramek TTL z obwodem rezonansowym w postaci obwodu RC

Nr.	R1=R2=R4 [Ω]	R3 [Ω]	C1=C3 [F]	C2[F]	f [MHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	270	zworka	2n	2n	-	-	-	-
2	270	zworka	2n	4,7n	-	-	-	-
3	270	zworka	2n	47n	-	-	-	-
4	270	zworka	2n	470n	-	-	-	-

Brak reakcji generatora, układ się nie ustabilizował.

5. Wkładka DM241C

Generator zbudowany z bramek TTL 74132

Nr	Uz [V]	R1 [Ω]	C1 [F]	f [MHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	5	270	4,7n	38,7	25,9		1,4
2	5	270	47n	43,63	22,96	51	0,412
3	5	270	470n	2,719	368,4	48	4,24
4	5,7	270	4,7n	39,09	25,6	56	1,8
5	5,7	270	47n	40,94	24,42	42	0,53
6	5,7	270	470n	2,729	366,9	50	4,08

Generator scalony 555

Nr	Uz [V]	R1 [Ω]	C2 [F]	C3 [F]	f [kHz]	T [μs]	w [%]	Pk- Pk [V]
1	5	270	4,7	2n	-	-	-	-
2	5	270	47	2n	34,91	28,65	42	4,88
3	5	270	470	2n	4,022	248,7	43	4,8
4	5,7	270	4,7	2n	-	-	-	-
5	5,7	270	47	2n	35,73	27,99	51	5,2
6	5,7	270	470	2n	4,105	2,437	50	2,28

Dla wariantu 1 i 4 nie każdy okres przebiegu jest taki sam, układ pracuje niestabilnie.

---