МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій Кафедра автоматизованих систем управління ДОСЛІДЖЕННЯ АВТОКОЛИВНИХ ГЕНЕРАТОРІВ ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ НА ДИСКРЕТНИХ ЕЛЕМЕНТАХ. Лабораторна робота №7 з дисципліни "Елементи і вузли поліграфічної техніки" ДОСЛІДЖЕННЯ АВТОКОЛИВНИХ ГЕНЕРАТОРІВ ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ НА ДИСКРЕТНИХ ЕЛЕМЕНТАХ. Мета роботи - вивчення принципів роботи і розрахунку автоколивних мультивібраторів, реалізація їх на дискретних елементах та набуття досвіду наладки і досліджень в реальних умовах. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ. 1. Пiдготовка до роботи На основі параметрів згідно з варіантом завдання розрахувати параметри МВ з колекторно-базовими зв'язками. ВАРIАНТИ ЗАВДАНЬ N варіанту 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  Тип транзистора p-n-p n-p-n p-n-p n-p-n p-n-p n-p-n p-n-p n-p-n p-n-p n-p-n  Амплітуда вих.імпул.Uвихmax,В 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17  Тривалість вих.імпульсу τі1,мС 1 1 1 1 1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1  Період коливань Т,мС 2 3 4 5 6 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6  Макс.колекторний струм IКmax, мА 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17   Задані наступні параметри МВ з колекторно-базовими зв'язками (варіант №7): - амплітуда вихідного імпульсу Uвих мах = 14В, - тривалість вихідного імпульсу τі1 = 0.1 • 10 -3 С, - період коливань T = 0.3 • 10 -3 С (відповідно τі2 = T - τі1 = 3 • 10 -3 С), - максимальний колекторний струм IКмах = 14 • 10 -3 А. - -тип транзистора р-n-p Розрахунок: а) визначаємо напругу джерела живлення Eк за даною амплітудою вихідних імпульсів Uвих мах : Ек =(1.1-1.4) • Uвих мах =(1.1-1.4) • 14= 4 В; б) транзистор вибираємо за максимальними значеннями колекторних струму і напруги та швидкодією: U Кдоп > 1.5 • UКмах , IКдоп > 1.5 • IКмах , Fдоп > 1.5 • Fмах, де UКмах = Eк =4 В, IКмах =14 • 10 -3 А , Fмах =1/ 0.1 і міn =10 • 10 3 Гц (за умовою). Для вказаних значень параметрів вибираємо транзистор 361Г BC177, паспортні дані якого наступні: UКдоп = 6В, IКдоп = 21 • 10 -3 А, Fдоп = 15 • 10 3 Гц, тип транзистора - p-n-p, коефіцієнт ( = 40 - 120, позначення виводів: емітер - з білою позначкою, колектор - середній вивід; в) оскільки транзистор (p-n-p) типу, то Ек вимагає знаку "-", а загальна шина ┴ - "+"; г) значення колекторних опорів RК1 = RК2 = RК : RК = Ек / IКмах =4/14 •10 -3 =0.29 • 10 3 Ом; д) значення базових опорів RБ = RБ1 = RБ2 вибираємо з умови забезпечення насичення транзисторів в квазістійкому стані: RБ = 0.7 • ( міп • RК = 0.7 • 40 • 0.29 • 10 3 = 8.1• 10 3 Ом; е) значення ємностей обчислюємо за формулами / 1 / і / 2 /: C 1 = t і1 / ( R Б1 • ln2) = 0.1 • 10 -3 / (8.1 • 10 3• 0.7)= 0.017 • 10 -6 Ф C 2 = t і2 / ( R Б2 • ln2) = 0.1• 10 -3 / (8.1 • 10 3• 0.7)= 0.017 • 10 -6 Ф (для симетричного МВ : T=2 • τ і1 , C 1 = C 2 ). Згідно з розрахованими значеннями здійснюємо підбір елементів відповідно до ряду елементів: RК = RК1 = RК2 = 0.29кОм, RБ = RБ1 = RБ2 = 8.1кОм, C1 = 0.017 мкФ, C2 = 0.017 мкФ.
Рис.1. МВ на біполярних транзисторах (p-n-p). Схема МВ з вказанням номіналів елементів приведена на (рис.1). 2. Проведення експериментальних дослiджень. 2.1. Підготували до роботи ПК: провели реєстрацію в системі, забезпечили роботу з програмою Electronics Work Bench.Забезпечили монтаж розрахованої схеми МВ з колекторно-базовими зв'язками на набірному полі Electronics Work Bench.. Дослідили роботу схеми в автоколивному режимі шляхом спостереження осцилограм процесів в основних точках схеми (напруги на колекторах і базах обох транзисторів). Замалювали осцилограми, зберігаючи їх часовий взаємозв'язок (рис.1). Визначили експериментальні значення τі1 і τі2 і порівняти їх з розрахунковими: τі1 ЕКС = 2 гориз.кл • 0.5 • 10 -3 = 1 • 10 -3 С τі2 ЕКС =2 гориз.кл • 0.5 • 10 -3 = 1 • 10 -3 С Незначна розбіжність ( 5% ) викликана заокругленнями при обчисленнях номіналів RБ і C, а також похибки від спрощення виразу логарифма ( в розрахунках використано ln 2). 2.3. Збільшити вдвічі ємність однієї часозадавальної ланки МВ і дослідили схему при новому значенні ємності конденсатора C1' = 0.08 • 10 -6 Ф. Нові значення параметрів вихідних імпульсів τі1 ЕКС’ = 4 гориз.кл • 0.5 • 10 -3 = 2 • 10 -3 С τі2 ЕКС' =2 гориз.кл • 0.5 • 10 -3 = 1 • 10 -3 2.4. Прослідкувати вплив на передній фронт вихідних імпульсів включенням ланки резистора Rзар і діода VD в ліве плече МВ
Рис.2. МВ на біполярних транзисторах (p-n-p) – до п.2.4. Вплив на передній фронт вихідних імпульсів включенням ланки резистора Rзар і діода VD в ліве плече МВ показане на рис.2 – фактично відсутній завал переднього фронту τі1 .