3. Описание лабораторной установки.
В состав лабораторной установки входят:
1. Стенд (рис. 6.7), содержащий операционный усилитель, источники его питания, источники постоянного и пилообразного сигналов.
2. Набор элементов для реализации триггера Шмидта.
3. Двухлучевой осциллограф.
4. Цифровой вольтметр.
Рис. 6.7 Внешний вид лабораторного стенда.
4. Порядок работы со стендом.
Питание стенда производится от сети
переменного тока напряжением 220 В. Для
его включения используется тумблер
.
Светодиод
сигнализирует о наличии сетевого
напряжения, а
,
– о наличии постоянных напряжений
и
питания операционного усилителя,
одновременная регулировка которых в
пределах
В
производится резистором
.
Гнезда
,
служат для контроля питающих напряжений
операционного усилителя, светодиоды
используются для индикации полярности
выходного напряжения ОУ.
При нажатии клавиши переключателя
с гнезда
снимается сигнал, символ которого
нанесен над ней. Вращением ручки
потенциометра постоянное выходное
напряжение изменяется от
до
В
(за десять ее оборотов). Амплитуда
двуполярного пилообразного напряжения
и прямоугольных импульсов регулируется
этим же потенциометром в пределах от 0
до 11 В. Остальные гнезда стенда служат
для подключения элементов триггера
Шмидта и контрольно-измерительных
приборов.
5. Порядок проведения работы.
5.1 Исследование параметров триггера Шмидта в статическом режиме.
Домашняя подготовка.
Требуется провести расчет порогов срабатывания триггера Шмидта на ОУ, ширины петли гистерезиса и построить передаточные характеристики для следующих видов цепей ПОС:
При расчете принять, что выходное
напряжение ОУ равно напряжению питания
В.
Проведение эксперимента.
Включить тумблер «Сеть» лабораторного стенда. Убедиться по индикаторам в наличии питающих напряжений и установить их равными
В,
контролируя по цифровому вольтметру
величину положительного напряжения.
Вход ТШ соединить с гнездом
,
установив режим формирования постоянного
напряжения.Подключить к этому же входу цифровой вольтметр и изменяя входное напряжение, снять передаточную характеристику ТШ. Пороги срабатывания фиксируются по вольтметру при изменениях состояния триггера Шмидта, чему соответствует переключение светодиодов, связанных с выходом схемы. Для повышения точности определения порогов срабатывания, их измерение проводится три раза, и за искомую величину принимается среднее значение соответствующих уровней напряжений.
Проконтролировать вольтметром выходные напряжения ТШ при
,
,
В.Все результаты измерений зафиксировать в рабочей тетради..
Собрать схему триггера Шмидта для второй разновидности цепи ПОС и провести аналогичные измерения.
Провести работы, указанные в п. 2 для третьей разновидности цепи ПОС, с подключенным в соответствующие гнезда, параллельно , диодом.
5.2 Анализ работы триггера Шмидта в динамическом режиме.
Домашняя подготовка.
В процессе домашней подготовки к работе
необходимо провести расчет минимальной
амплитуды входного симметричного
двуполярного
пилообразного сигнала частотой 1 КГц,
вызывающего срабатывание ТШ при
использовании второй разновидности
цепи ПОС. Построить графики зависимостей
от
при трех его значениях от
до
.
Определить временные сдвиги между
максимумами
и соответствующими фронтами
для частоты входного сигнала 1 КГц.
Примерный вид зависимостей показан на
рис. 6.8.
Проведение эксперимента.
Включить осциллограф, установить масштаб
развертки по горизонтали
мс/дел.
Подать на выход одного из каналов
пилообразное напряжение от гнезда
.
Синхронизацию осциллографа производить
от этого же канала. Установить амплитуду
пилообразного сигнала в пределах
и добиться устойчивого изображения.
Определить период наблюдаемого сигнала.
Собрать схему ТШ с требуемыми элементами цепи ПОС. Подключить вход ТШ к источнику пилообразного сигнала, выход – к другому каналу осциллографа, установив его чувствительность 5 В/дел. Увеличивая амплитуду пилообразного напряжения, зафиксировать момент появления выходного сигнала ТШ. Измерить амплитуду и временной сдвиг между моментом появления амплитудного значения и соответствующим фронтом . Устанавливая амплитуду равной рассчитанной в ходе домашней подготовки значениям, провести аналогичные измерения, дополнительно контролируя период выходного сигнала.