1.4 Дифференцирующая цепь

После выхода прямоугольного сигнала из мультивибратора (коллектор транзистора VT2) сигнал попадает на дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора С5 и резистора R9. (рисунок 9)

Рисунок 9 – Мультивибратор и дифференцирующая цепь

Рассмотрим прохождение прямоугольного сигнала через дифференцирующую цепь. Пусть в момент времени подадим на вход дифференцирующей цепи, представляющей собой делитель напряжения на конденсаторе и резисторе, единичный. прямоугольный импульс (рисунок 10).

Рисунок 10 – Дифференцирующая цепь

Прямоугольный импульс представляет собою кратковременный сигнал, где напряжение изменяется скачком дважды: при t₁ мгновенно нарастает, а при t₂ так же быстро убывает.

Рисунок 11 – Переходные процессы в дифференцирующей цепи

Как и при единичном скачке входного напряжения, в начальный момент конденсатор не заряжен и напряжение полностью приложено к резистору. Затем конденсатор начинает заряжаться и напряжение на нем растет по экспоненте , а напряжение нарезисторе уменьшается так же по экспоненциальному закону. В момент времени , когда импульс закончился,конденсатор оказался заряженным. При конденсатор разряжается через источник питания. По резистору течет ток разряда в направлении противоположном току заряда и на выходе дифференцирующей цепи появляется отрицательное напряжение, т.е. возникает импульс отрицательной полярности (рисунок 11). Таким образом, прямоугольный импульс, приложенный ко входу дифференцирующей цепи преобразуется в два импульса: один положительной, а другой отрицательной полярности.

Поскольку для запуска одновибратора нужен только положительный скачок напряжения, в схему добавлен диод VD2, который пропускает напряжение в одном направлении, поэтому отрицательного скачка на экране осциллографа мы не наблюдаем. А для разрядки конденсатора С5 добавлен диод VD1. И в нашем случае дифференцирующая цепь выглядит следующим образом (рисунок 9).

2 Лабораторная установка

Схема лабораторной установки приведена на рисунке 12.

Она состоит из исследуемых симметричного автоколебательного мультивибратора, собранного на транзисторах VT1, VT2 и одновибратора – на транзисторах VT3, VT4.

При исследовании работы одновибратора, автоколебательный мультивибратор используется в качестве задающего генератора. Импульсы с коллектора транзистора VT2 через дифференцирующую C5R9 цепочку и диод VD2 подается на базу закрытого в исходном состоянии транзистора VT3. В остальном работа одновибратора происходит так, как это было описано ранее.

Диод VD3 предохраняет от неправильного подключения макет к питанию. Конденсатор С4 блокирует переменное напряжение от попадания в сеть постоянного напряжения.

При выполнении лабораторной работы используется осциллограф С1-220.

3 Порядок выполнения работы

3.1 Работа с мультивибратором.

3.1.1 Проверить питание сети (макет должен быть подключен к сети 12В);

3.1.2 Включите осциллограф (нажмите кнопку сеть);

3.1.3 Настройте осциллограф, для этого:

а) В пункте режим выбрать каналы А,В ,

б) Переключатели каналов А и В ползункового типа режимов работы осциллографа установите в средние положения «»;

Рисунок 12 – Принципиальная схема лабораторной установки

в) кабель подключить к каналу А;

г) определить общий провод (если дотронуться рукой до проводков кабеля, на экране осциллографа видно, как один из проводов реагирует на касание – это «сигнальный» провод, другой «общий» провод).

3.1.4. общий провод нужно вставить в клемму «» на макете, а сигнальный вставить в гнездо «1» на макете;

3.1.5. кабель подключить к входу канала В, (нужно определить общий и сигнальный провод, как описано выше) сигнальный провод вставить в гнездо «2» на макете;

3.1.6. Тумблер на макете должен быть в положении ВЫКЛ;

На экране осциллографа появятся два сигнала.

3.1.7. Поворачивая ручку время/дел на осциллографе нужно добиться, чтобы на экране было два периода сигнала.

3.1.8. Ползунки на каналах А и В поставить в положение«»;

3.1.9. Настроить на осциллографе регуляторами «нулевые линии» (сигнальные линии должны совпадать с любой осью на сетке экрана осциллографа)

3.1.10 ползунки на каналах А и В переключить в положение «»;

На экране появятся картинки с сигналами.

Задание: Определить период Т и амплитуду сигнала.

Чтобы определить Т нужно посмотреть цену одной клетки на ручке осциллографа время/дел.

Амплитуда определяется для каждого канала по переключателям вольт/дел, по положению нулевого сигнала.

Задание: Рассчитать период колебаний для данной рабаты.