- •Интегрированные системы проектирования и управления методические указания для выполнения лабораторных работ
- •Лабораторная работа 1 Исследование системы автоматизированного моделирования Multisim. Моделирование резистивного делителя
- •Цель работы
- •Задание на работу
- •Порядок выполнение работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа 2 Моделирование простейших дифференцирующей и интегрирующей цепей
- •Цель работы
- •Задание на работу
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа 5
- •5.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа 6
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •7.3. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
Лабораторная работа 5
Исследование пороговых устройств и генераторов
на базе оу
5.1. Цель работы
Исследование принципов работы пороговых устройств и генераторов прямоугольных импульсов на основе операционных усилителей.
5.2. Задание на работу
Компараторы – особый класс электронных схем, основная функция которых - сравнение входного сигнала с эталонным. В них состояние выходного сигнала изменяется при превышении входным сигналом порогового значения (рис. 5.1). Компараторы могут выполняться на базе различных элементов, в том числе и на операционных усилителях. При этом усиление входного сигнала значительно лишь вблизи порога, в основном работа ОУ происходит в области ограничения выходного напряжения (отрицательной или положительной).
Рисунок 5.1 Принцип работы компаратора.
Основной характеристикой компаратора является зависимость “вход-выход” (зависимость выходного напряжения от входного), представленная на рисунке 5.2
Рисунок 5.2 Зависимость “вход-выход” для компаратора.
Схема простейшего компаратора детектора нулевого уровня (пороговое напряжение достаточно близко к нулю) представлена на рисунке 5.3
Рисунок 5.3 Схема включения компаратора.
Электронный генератор — электронное устройство, вырабатывающее электрические колебания определенной частоты и формы, используя энергию источника постоянного напряжения (тока). Различают генераторы с самовозбуждением (автогенераторы) и генераторы с внешним возбуждением. Любой автогенератор содержит колебательную систему и усилительный элемент (на биполярном или полевом транзисторе), связанные положительной обратной связью. Основными характеристиками генератора являются форма, частота и мощность колебаний. По форме различают электронные генераторы гармонических (почти синусоидальных) колебаний и так называемые релаксационные генераторы различной формы.
Мультивибратор – релаксационный генератор, представляющий собой двухэлементный усилитель с ёмкостной связью, выход которого соединен с входом. При этом образуется замкнутая цепь с положительной обратной связью (рис. 5.4).
Мультивибратор, как и другие генераторы с формой напряжения, отличной отсинусоидальной, можно собрать на операционном усилителе. В ОУ благодаря большому коэффициенту усиления (Кu = 105 – 106) выходное напряжение пропорционально входному только при очень малых входных сигналах (единицы милли- и микровольт). При больших сигналах на входе напряжение Uвых может иметь два значения U+вых и U−вых.
Рисунок 5.4 Схема мультивибратора на ОУ.
Рисунок 5.5 Принцип работы мультивибратора на ОУ.
В схеме автоколебательного мультивибратора возникает режим самовозбуждения (рис. 5.5) за счет второй обратной связи через R3C звено. Генераторы, основанные на рассмотренном принципе, называют релаксационными. Период колебаний такого мультивибратора:
(5.1)
При выполнении равенства tи1 = tи2 такой вид колебаний называют меандром.