Промислова електроніка (стр. 5 из 8)
9. Слідкувати за межами вимірювання приборів.
10. У разі нещасного випадку негайно вимкнути напругу мережі, для чого потрібно натиснути на аварійну кнопку, розміщену на передній панелі лабораторного столу, а потерпілому надати першу допомогу і викликати швидку медичну допомогу за телефоном 03.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7
Тема: Дослідження мультивібраторів
Мета роботи: вивчити схему та принцип дії мультивібратора, зняти осцилограми колекторних і базових напруг транзисторів мультивібратора.
Устаткування: 1) універсальний стенд УЄ-100; 2) панель мультивібратора; 3) осцилограф Н-3013.
Теоретичні обґрунтування
Мультивібратори – це релаксаційні автогенератори напруги прямокутної форми (релаксаційний - такий, що різко відрізняється від гармонійного -синусоїдного; автогенератор - пристрій, що генерує незатухаючі коливання без запуску ззовні і не має стійких станів).
Виконуються мультивібратори на основі електронних приладів, що мають на вольт-амперній характеристиці ділянку з негативним опором (наприклад, тунельні діоди, тиристори), а також на підсилювачах постійного струму з позитивними зворотними зв'язками (на транзисторах, ОП, цифрових і спеціальних ІМС). Електронні прилади в них працюють у ключових режимах.
Мультивібратори можуть працювати у трьох режимах: чекаючому, автоколивальному та режимі синхронізації.
Найчастіше вони працюють у автоколивальному режимі, коли мультивібратор має два квазісталих (нестійких) стани рівноваги і переходить із одного стану в інший самочинно під впливом внутрішніх перехідних процесів. У такому режимі мультивібратор використовується як генератор прямокутної напруги.
У чекаючому режимі мультивібратор має один сталий і один квазісталий стани рівноваги. Зазвичай він знаходиться у сталому стані і переходить до квазісталого під дією зовнішнього електричного сигналу. Час перебування у квазісталому стані визначається внутрішніми процесами в схемі мультивібратора. Такі мультивібратори використовуються для формування імпульсів напруги необхідної тривалості, а також для затримки імпульсів на визначений час. Мультивібратор, що працює у такому режимі, має назву одновібратора.
У режимі синхронізації використовується мультивібратор, що працює в автоколивальному режимі, але його перехід із одного стану в інший забезпечується зовнішньою синхронізуючою напругою. Для його і нормальної роботи в цьому режимі необхідно, щоб частота синхронізуючого сигналу перевищувала частоту власних коливань. У результаті частота коливань мультивібратора практично не залежить від дестабілізуючих факторів, що впливають на його елементи. Використовуються такі мультивібратори для створення генераторів стабільної частоти і при керуванні складними електронними пристроями, робота яких синхронізована якоюсь зовнішньою дією (наприклад, синхронізація розгортки електронного осцилографа).
Загалом, мультивібратори повинні забезпечувати стабільність частоти і довжини імпульсів, а також необхідну (зазвичай мінімальну) тривалість їх фронтів.
На транзисторах автоколивальний мультивібратор найчастіше будують за симетричною схемою з колекторно-базовими зв'язками, яка буде досліджена в лабораторній роботі.
Порядок виконання роботи
1. Встановити в стенд панель мультивібратора.
2. Вивчити електронну схему мультивібратора, принцип його дії та призначення елементів.
Рисунок 1 – Схема мультивібратора
3. Включити живлячу напругу стенда та електронного осцилографа.
4. З’єднати вхід осцилографа по черзі з колектором та базою транзистора (Г1, Г2 та г3, Г4).
5. Зняти осцилограми базових і колекторних напруг транзистора.
Обробка результатів вимірювань
1. Замалювати осцилограми колекторних і базових напруг транзистора.
2. Порівняти осцилограми з теоретичними для даної схеми.
3. Зробити висновки по роботі.
Контрольні питання
1. Що таке мультивібратор?
2. На основі яких приладів виконуються мультивібратори7|цеп|
3. В яких режимах можуть працювати мультивібратори?
4. Охарактеризуйте режими роботи мультивібраторів.
5. Охарактеризуйте призначення елементів досліджуваної схеми.
6. Як можна зменшити спотворення переднього фронту генерованих імпульсів по даній схемі?
7. Що таке одновібратор?
8. Дайте характеристику мультивібраторам на операційних підсилювачах.
9. Якими параметрами характеризуються генеровані імпульси?
10. Де застосовуються мультивібратори?
Техніка безпеки
1. Уважно прочитати та вивчити інструкцію лабораторної роботи.
2. Пам’ятати, що в лабораторії існує небезпечна для людини висока напруга.
3. Зібрати схему згідно з інструкцією до лабораторної роботи, уникнути перехрещення проводів і надати викладачу для перевірки.
4. Вивчити значення кожного вимірювального приладу, шкалу відмітку, тощо.
5. Вмикати напругу на лабораторну роботу тільки після дозволу викладача і особистій його присутності.
6. Перед тим, як зробити будь-які зміни у схемі, її необхідно вимкнути з джерела електромережі.
7. Після зроблених у схемі змін, вона повинна бути перевірена керівником лабораторних занять і тільки після дозволу керівника підключити до електромережі.
8. Треба пам’ятати, якщо у ланцюзі буде малий опір , то може виникнути великий струм. Це призведе до виходу з ладу приборів та стенду.
9. Слідкувати за межами вимірювання приборів.
10. У разі нещасного випадку негайно вимкнути напругу мережі, для чого потрібно натиснути на аварійну кнопку, розміщену на передній панелі лабораторного столу, а потерпілому надати першу допомогу і викликати швидку медичну допомогу за телефоном 03.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №8
Тема: Дослідження логічних інтегральних схем
Мета: ознайомитися з основними логічними операціями; вивчити основні логічні елементи і мікросхеми на їх основі; практична перевірка використання логічних мікросхем в імпульсних пристроях.
Устаткування: 1) універсальний стенд УЄ-100; 2) макет основних логічних елементів І-НІ, виповнених на мікросхемі К1ЛБ553 зі світлодіодною індикацією вхідних ті вихідних напруг; 3) макет тригера та мультивібратора, виконаних на мікросхемі К155ЛА3 зі світлодіодною індикацією.
Теоретичні обґрунтування
Основу сучасних пристроїв обробки інформації складають цифрові (логічні) ІМС.
Аналіз роботи цифрових пристроїв базується на використанні апарату математичної логіки. В її основі лежить поняття події, що оцінюється з точки зору її настання: вона може настати або не настати. Тоді кожну подію можна вважати істинною, що може моделюватися одиницею «1» (високим рівнем напруги при електричному моделюванні) або хибною, що моделюється нулем «0» (низьким рівнем напруги).
Обробка інформації, що подається у вигляді подій, ведеться у двійковій системі числення, яка має тільки дві цифри: 0 і l.
Величина, котра може приймати тільки ці два значення, називається двійковою (логічною) змінною.
Складна подія, що залежить від декількох двійкових змінних, називається двійковою (логічною, перемикальною) функцією.
Однією з найпростіших логічних функцій є функція заперечення Ні, яку ще називають операцією інверсії:
Рисунок 1 – Елемент НІ
Графічне позначення елемента, що реалізує таку функцію наведене на рис. 1. У якості такого елемента може бути використано, наприклад, транзисторний ключ - підсилювач з СЕ, що працює у ключовому режимі: при високому рівні напруги на вході на виході матимемо низький і навпаки.
Функцію, яку виконує комбінаційний пристрій, для полегшення сприйняття часто представляють у вигляді таблиці, яку називають таблицею істинності. Кількість стовбців цієї таблиці дорівнює числу змінних, що входять до функції і є ще один стовбець, в якому вказують значення функції для кожної з можливих комбінацій вхідних змінних, а їх числу відповідає кількість рядків таблиці. У загальному випадку кількість рядків дорівнює 2n, де n – число змінних.
Таблиця 1 – Деякі логічні функції двох змінних
У загальному випадку кількість вхідних змінних (кількість входів) логічних елементів, необхідних для реалізації складних логічних функцій, може бути будь-якою. Реально у елементів, що випускаються у вигляді ІМС, воно, як правило, складає 2 (чотири елементи, що мають спільні кола живлення у одному корпусі ІМС), 3 (три елементи), 4 (два елементи), 8 (один елемент). Частіше це елементи І-НІ, АБО-НІ.
За елементною базою, на якій виконано логічні елементи, їх підрозділяють на резисторно-діодні (РДЛ - резисторно-діодна логіка), резисторно-транзисторні (РТЛ), резисторно-діодно-транзисторні (РДТЛ), транзисторно-транзисторні (ТТЛ), на К-МОН комплементарних транзисторах (К-МОН-логіка) і деякі інші.
Підсилення забезпечують елементи, побудовані на основі транзисторних ключів.
Порядок виконання роботи
1. Ознайомитися з основними логічними операціями та способами їх реалізації.
2. Ознайомитися зі схемою к155ЛА3 (К1ЛБ553).
3. Ознайомитися зі схемою з’єднання елементів мікросхеми К1ЛБ553 для реалізації основних логічних операцій (рис. 2).
Схема 1
Схема 2
Рисунок 2 – Схеми дослідження логічних елементів
4. Подати живлення на схему 2 (рис.2). Встановити перемикач в положення 1 та подавати за допомогою тумблерів по черзі 0 і 1.Заповнити таблицю станів (табл.2). При заповненні таблиці зручно користуватися світло діодами. Якщо світло діод горить, на відповідному вході чи виході “1”, якщо ні – “0”. Визначити, яку логічну операцію реалізує дана схема.