Физические основы электроники. Усольцев В.К. - 38 стр.

UptoLike

Составители: 

38
6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6
ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО
ГЕНЕРАТОРА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
«Схема» «Программа» «Содержание»
6.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Ознакомиться с принципом формирования перио-
дических сигналов с помощью функционального преобразователя. Освоить
методы настройки универсального генератора периодических сигналов.
6.2. ОПИСАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Генератор периодических сигналов (ГПС) собран на сменной плате УС7,
принципиальная схема которой приведена на рис.6.1, а функциональная схема
ГПС на рис.6.2. ГПС формирует прямоугольное периодическое напряжение U
1
,
симметричное треугольное напряжение U
3
и синусоидальное напряжение U
4
.
На операционном усилителе DA1 собран инвертирующий компаратор с
петлеобразной характеристикой, на функциональной схеме ему соответствует
нелинейный элемент НЭ1. Времязадающая цепь (ВЗЦ) из резисторов R8, R4 и
конденсатора С1 является апериодическим звеном, которое совместно с нели-
нейным элементом НЭ1 образует неустойчивую замкнутую систему (мульти-
вибратор).
Выход компаратора (гнездо XS1) является одним из выходов ГПС. На-
пряжение на емкости С1, близкое по форме к треугольному, усиливается уси-
лителем У и поступает на второй выход ГПС (гнездо XS2). Усилитель собран
на операционном усилителе DA2, его коэффициент регулируется потенциомет-
ром R1.
Напряжение по форме близкое к синусоидальному формируется из тре-
угольного напряжения U
3
функциональным преобразователем ФП. Полученное
при этом напряжение является третьим выходным сигналом ГПС и подается на
гнездо XS3.
Функциональный преобразователь выполнен на диодах и резисторах, он
состоит из двух одинаковых частей, формирующих, соответственно, положи-
тельный и отрицательный полупериоды синусоиды.
Рассмотрим формирование положительного полупериода синусоиды. Це-
почка последовательно включенных диодов VD6, VD7, VD8 обладает вольт -
амперной
характеристикой (ВАХ) по виду совпадающей с ВАХ одного диода,
но с втрое большим падением напряжения. Совместно с токоограничивающими
резисторами R13, R17 эта цепочка позволяет получить для положительного на-
пряжения U
3
зависимость U
4
= f(U
3
) близкую к синусоидальной. Однако в рай-
оне изменения знака производной напряжения U
3
в напряжении U
4
формирует-
ся острая вершина, для устранения которой служит диод VD1 с делителем на-
пряжения на резисторах R14, R16. Для формирования отрицательной полувол-
ны служат диоды VD2,…,VD5 и делитель на резисторах R15, R18.
             6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
       ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО
        ГЕНЕРАТОРА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
                 «Схема» «Программа» «Содержание»
    6.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Ознакомиться с принципом формирования перио-
   дических сигналов с помощью функционального преобразователя. Освоить
    методы настройки универсального генератора периодических сигналов.
   6.2. ОПИСАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
      Генератор периодических сигналов (ГПС) собран на сменной плате УС7,
принципиальная схема которой приведена на рис.6.1, а функциональная схема
ГПС на рис.6.2. ГПС формирует прямоугольное периодическое напряжение U1,
симметричное треугольное напряжение U3 и синусоидальное напряжение U4.
      На операционном усилителе DA1 собран инвертирующий компаратор с
петлеобразной характеристикой, на функциональной схеме ему соответствует
нелинейный элемент НЭ1. Времязадающая цепь (ВЗЦ) из резисторов R8, R4 и
конденсатора С1 является апериодическим звеном, которое совместно с нели-
нейным элементом НЭ1 образует неустойчивую замкнутую систему (мульти-
вибратор).
      Выход компаратора (гнездо XS1) является одним из выходов ГПС. На-
пряжение на емкости С1, близкое по форме к треугольному, усиливается уси-
лителем У и поступает на второй выход ГПС (гнездо XS2). Усилитель собран
на операционном усилителе DA2, его коэффициент регулируется потенциомет-
ром R1.
      Напряжение по форме близкое к синусоидальному формируется из тре-
угольного напряжения U3 функциональным преобразователем ФП. Полученное
при этом напряжение является третьим выходным сигналом ГПС и подается на
гнездо XS3.
      Функциональный преобразователь выполнен на диодах и резисторах, он
состоит из двух одинаковых частей, формирующих, соответственно, положи-
тельный и отрицательный полупериоды синусоиды.
      Рассмотрим формирование положительного полупериода синусоиды. Це-
почка последовательно включенных диодов VD6, VD7, VD8 обладает вольт -
амперной характеристикой (ВАХ) по виду совпадающей с ВАХ одного диода,
но с втрое большим падением напряжения. Совместно с токоограничивающими
резисторами R13, R17 эта цепочка позволяет получить для положительного на-
пряжения U3 зависимость U4 = f(U3) близкую к синусоидальной. Однако в рай-
оне изменения знака производной напряжения U3 в напряжении U4 формирует-
ся острая вершина, для устранения которой служит диод VD1 с делителем на-
пряжения на резисторах R14, R16. Для формирования отрицательной полувол-
ны служат диоды VD2,…,VD5 и делитель на резисторах R15, R18.
                                    38