Gorzkowski Daniel

Śnitko Jarosław

Wójcik Piotr

Sprawozdanie

Układy impulsowe

Generatorem astabilnym (multiwibratorem), będącym generatorem przebiegów prawie prostokątnych, nazywamy zespół dwóch wzmacniaczy odwracających, połączonych między sobą tak, że stanowią one dla siebie obwody silnego dodatniego sprzężenia zwrotnego.

Przerzutniki astabilne realizuje się przy zastosowaniu różnych elementów (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 o dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Jak to zostało pokazane na poniższym rysunku:

Przerzutnik astabilny

Zasada pracy generatora astabilnego:

Powyższy rysunek przedstawia układ oraz przebiegi na wyjściach multiwibratora astabilnego. Oporniki R_B1 i R_B2, polaryzujące bazy tranzystorów, „starają się" zawsze sprowadzać tranzystory do stanu nasycenia.

Niech przypadkowy impuls lub zakłócenie spowoduje przejście tranzystora T₁ do stanu odcięcia czyli podwyższenia napięcia U_wy1. Wskutek polaryzu­jącego działania opornika R_B1 tranzystor zacznie powracać do stanu nasycenia. Ujemny przyrost napięcia kolektora, przenosząc się przez kondensator C₂, spowoduje odwzbudzenie tranzystora T₂, przejście jego w stan odcięcia czyli podskok napięcia na jego kolektorze. Podskok napięcia na kolektorze, przeniesiony poprzez kon­densator C₁, przyspieszy powrót tranzystora T₁ do stanu nasycenia. Jednoczesny powrót tranzystora T₁ do stanu nasycenia i przejście tranzystora T₂ w stan blokowania odbywa się lawi­nowo (przerzut) wskutek ich wzajemnego pobudzania się (dodatnie sprzężenie zwrotne).

Po czasie zależnym od stałej czasowej R_B2C₂ opornik R_B2 zacznie wysterowywać tranzystor T₂ w kierunku stanu odcięcia, początkując gwałtowny przerzut obydwu tranzystorów w przeciwnym kierunku. Czas utrzymywania się stanów nasycenia i blokowania zależy od stałych czasowych R_B1C₁ i R_B2C₂. Łączny czas trwania cyklu dwóch przerzutów jest okresem drgań multiwibratora.

( R_B1C₁ + R_B2C₂)ln2

Charakterystyka wykorzystanego tranzystora:

Praca tranzystora może być przybliżona poprzez zmianę położenia punktu pracy między obszarami odcięcia i nasycenia, tzw. przełączanie. Zmiany położenia punktu pracy obrazują możliwości pracy tranzystora jako przełącznika.

W układach impulsowych istnieją dwa dopuszczalne stany statyczne tranzystora: stan nasycenia i stan blokowania. Stany te następują naprzemiennie czego wynikiem jest powstanie przebiegu prostokątnego. Przejście z jednego stanu do drugiego nazwano przerzutem lub działaniem przełączającym w tranzystorach (przełącznik tranzystorowy). Czas trwania zmiany stanu nazywany jest czasem narastania lub opadania. W układach cyfrowych stanom nasycenia i blokowania przyporządkowuje się wartość logiczną (np. 1 i 0).

Zadowalający nas przebieg funkcji napięcia w czasie powinien wyglądać następująco:

Badany na zajęciach układ dał nam następujący przebieg napięcia w funkcji czasu:

Sygnał z wyjść obu tranzystorów był identyczny.

Na podstawie wykresu odczytaliśmy następujące dane:

czas opadania
czas narastania
napięcie (amplituda)
okres
częstotliwość

Czas opadania jest różny od
jednak nie można dokonać pomiaru tej wielkości, ponieważ używany sprzęt i jego dokładność na to nie pozwala.

Współczynnik wypełnienia dla układu jest równy:

=0,5833

Poza zasilaniem zewnętrznym nie ma żadnych innych generatorów więc skokowe zmiany sygnału napięciowego na obu kolektorach tranzystora wywołuje jednorazowe podłączenie go do napięcia (u nas do zasilacza).

W naszych pomiarach otrzymaliśmy wartość amplitudy na poziomie
. Napięcie wejściowe jest równe U_we=12[V]. Amplituda nie może być wyższa niż napięcie zasilające więc nadmiar w wysokości 0.5 [V] wynika z błędu pomiarowego.

Zastosowanie sygnałów prostokątnych:

- repeter w układach cyfrowych

- kodowanie sygnałów w układach cyfrowych

- zegary (taktomierze) cyfrowe

- steruje częstotliwością pracy urządzenia/układu.

2

Czas trwania

Okres

Amplituda

Czas narastania

U

t

t

U

-punkt w obszarze odcięcia

-obwód wyjściowy odłączony

-poziom napięcia bliski napięciu źródłowemu

Skok w czasie zależy od:

-właściwości tranzystora

-parametrów R oraz C

-punkt w obszarze nasycenia

-obwód wyjściowy załączony

-poziom napięcia bliski zeru

---