МЕтодика выполнения

В процессе выполнения работы исследуются схемы, приведенные на рис. 6.2. Исходными данными являются амплитуда колебаний, частота и скважность импульсов.

1. В отчете должны быть приведены все исследуемые схемы (допустимо без осциллографа) и расчеты их элементов. Для каждого эксперимента необходимо зарисовать 1 – 2 периода колебаний (аналогично рис. 6.2,д) с указанием амплитуды, длительностей импульса, паузы и всего периода. Запишите значения опорных напряжений, до которых заряжается и разряжается конденсатор. Вычислите скважность импульса.

2. Запустите программу моделирования электронных схем. В меню Circuit выберите команду Analysis Options и в открывшемся окне установите Transient. В поле Tolerance допустимо выбрать 0,1%, а в поле Time domain points per cycle – 500. Если появятся сообщения об ошибках, то вернитесь к значениям по умолчанию (1%, 100 точек).

3. Соберите схему, приведенную на рис 6.2,а (микросхема 555 находится в контейнере Hybrid, кнопка ). Переключатель, расположенный в верхнем углу рисунка, возьмите из контейнера Control (кнопка ). Перетащите с полки осциллограф и присоедините его в схему. Для удобства наблюдения сделайте подводящие проводники цветными.

4. В соответствии с заданной амплитудой импульсов выберите величину напряжения питания. Для заданной частоты выберите емкость конденсатора C и вычислите сопротивление резистора R и установите их в схеме.

5. Двойным щелчком на значке осциллографа разверните его. Установите на панели управления масштабы по оси X и по оси Y так, чтобы изображения сигналов занимали большую часть экрана. В соответствии с заданной частотой импульсов установите длительность развертки осциллографа так, чтобы на экране были видны 2-3 периода колебаний.

6. Щелкнув на выключателе, запустите процесс моделирования.

7. Наблюдайте на осциллографе колебания. Уточните, если нужно, заданные на осциллографе значения масштабов и длительности.

8. Остановите процесс моделирования, щелкнув по выключателю.

9. Нажав на кнопку Zoom, получите максимальное окно осциллографа. Выполните действия, перечисленные в п.1. Сравните полученные результаты с расчетными. Пользуясь полосой прокрутки, просмотрите процесс генерирования к его началу. Обратите внимание на то, как начинал развиваться процесс. Зарисуйте начало процесса.

10. Присоедините резистор 5 кОм между выводами 5(CON) и 8(VCC). Выполните действия, перечисленные в п.1. Определите расчетным путем значения опорных напряжений и в соответствии с (6.3) и (6.4) параметры импульса в измененной таким образом схеме. Сравните расчетные значения с экспериментальными.

11. Отсоедините этот резистор от вывода 8(VCC) и подключите его к выводу 1(GND). Установите сопротивление резистора равным 10 кОм. Повторите действия, указанные в п.10.

12. Удалите этот резистор из схемы. Отсоедините вход 4(RES) от источника питания и присоедините его к свободному выводу переключателя в левом углу схемы. Установите клавишей ПРОБЕЛ подвижный контакт переключателя в верхнее положение. Запустите процесс моделирования. Через несколько периодов колебаний нажмите на клавишу ПРОБЕЛ, установив переключатель в нижнее положение (подвижный контакт соединен с "землей"). Остановите процесс моделирования. Просматривая осциллограмму, убедитесь, что процесс генерирования можно прервать в любой момент, подав на вход RES низкий уровень напряжения, и запустить сначала, подав на этот вход высокий уровень. Зарисуйте последний перевод колебаний и процесс разряда конденсатора после прекращения колебаний.

13. Соберите схему, приведенную на рис. 6.2,б. Рассчитайте сопротивления резисторов R и R1 для генерирования колебаний прежней частоты, но имеющих скважность 75%. Выполните действия, перечисленные в п.1.

.

14. Соберите схему, приведенную на рис. 6.2,в (рекомендуется потенциометр включить именно так, как показано на рисунке). Установите сопротивления потенциометра равными удвоенному значению сопротивления резистора R, вычисленного для схемы на рис. 6.2,а. Установите движок потенциометра в положение 50%. В этом случае постоянные времени заряда и разряда конденсатора одинаковы и результаты должны бы совпадать с результатами схемы на рис. 6.2,а. Выполните действия, перечисленные в п.1. Сравните полученные результаты с результатами для схемы на рис. 6.2,а. Объясните причину различия. По длительности импульса и паузы вычислите сопротивления, через которые происходит заряд и разряд конденсатора. Вычислите прибавку к фактически включенным сопротивлениям.

Перемещая в процессе моделирования движок потенциометра, убедитесь в возможности оперативного изменения скважности импульсов.

15. Соберите схему, приведенную на рис. 6.2,г. Рассчитайте сопротивления резисторов R и R1 для генерирования колебаний заданной частоты, но имеющих скважность 75%. Выполните действия, перечисленные в п.1.