Порядок проведения экспериментов
Результаты всех измерений и осциллограммы занести в раздел «Результаты экспериментов»
Эксперимент 1. Исследование характеристик детектора нулевого уровня с подачей сигнала на неинвертирующий вход ОУ
Соберите схему, изображенную на рис. 11.1. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите пороговое значение входного напряжения Uвх.
Эксперимент 2. Исследование характеристик детектора нулевого уровня с подачей сигнала на инвертирующий вход ОУ
Соберите схему, изображенную на рис. 11.2. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите пороговое значение входного напряжения Uвх.
Эксперимент 3. Исследование характеристик компаратора с положительным опорным напряжением
Соберите схему, изображенную на рис. 11.3. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите пороговое значение входного напряжения Uвх.
Эксперимент 4. Исследование характеристик компаратора с отрицательным опорным напряжением
Соберите схему, изображенную на рис. 11.4. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите пороговое значение входного напряжения Uвх.
Эксперимент 5. Исследование характеристик компаратора с опорным напряжением, задаваемым стабилитроном
Соберите схему, изображенную на рис. 11.5. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите пороговое значение входного напряжения Uвх и сравните его с напряженней стабилизации стабилитрона.
Эксперимент 6. Исследование характеристик компаратора с фиксацией выходного напряжения
а) Соберите схему, изображенную на рис.11.6. Включите схему. Зарисуйте полученные осциллограммы входного и выходного напряжения. По осциллограммам определите уровни выходного напряжения и пороговое напряжение.
б) В схеме рис.11.6 измените направление включения стабилитрона на обратное. Включите схему. Повторите операции п. а).
Эксперимент 7. Исследование характеристик компаратора с фиксированном зоной входного напряжения
Соберите схему, изображенную на рис.11.7. Включите схему. Зарисуйте полученные осциллограммы входного и выходного напряжений. Определите пороговые напряжения Uнижн и Uверхн.
Результаты экспериментов
Эксперимент 1. Исследование характеристик детектора нулевого уровня с подачей сигнала на неинвертирующий вход ОУ
Осциллограммы
Пороговое напряжение UП =
Эксперимент 2. Исследование характеристик детектора нулевого уровня с подачей сигнала на инвертирующий вход ОУ
Осциллограммы
Пороговое напряжение UП =
Эксперимент 3. Исследование характеристик компаратора с положительным опорным напряжением
Осциллограммы
Пороговое напряжение UП =
Эксперимент 4. Исследование характеристик компаратора с отрицательным опорным напряжением
Осциллограммы
Пороговое напряжение UП =
Эксперимент 5. Исследование характеристик компаратора с опорным напряжением, задаваемым стабилитроном
Осциллограммы
Пороговое напряжение UП =
Эксперимент 6. Исследование характеристик компаратора с фиксацией выходного напряжения
а) При прямом включении стабилитрона
Осциллограммы
Уровни выходного напряжения, В
Пороговое напряжение UП =
б) При обратном включении стабилитрона
Осциллограммы
Уровни выходного напряжения, В
Пороговое напряжение UП =
Эксперимент 7. Исследование характеристик компаратора с фиксированном зоной входного напряжения
Осциллограммы
Верхний уровень порогового напряжения UВЕРХН, В
Нижний уровень порогового напряжения UНИЖН, В
Контрольные вопросы и задания
1) Каковы особенности применения ОУ в схемах компараторов?
2) Перечислите способы построения схем детекторов положительного уровня входного напряжения.
3) Чем определяется точность задания порогов входного напряжения в схемах детекторов уровня на основе ОУ?
4) На чем основана работа компаратора с фиксированной зоной входного напряжения?
Лабораторная работа №12
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИОДНЫХ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ И ДИОДНЫХ ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ
Цель работы: исследование схем диодных ограничителей и формирователей.
Краткие теоретические сведения
Основная функция положительных диодных ограничителей заключается в том, чтобы повторять амплитуду входного напряжения, если она не превышает заданный порог, а при превышении – поддерживать амплитуду выходного напряжения на пороговом уровне. Отрицательные диодные ограничители работают аналогично: амплитуда напряжения на выходе повторяет входную, если она выше порогового уровня. На рис.12.1– 12.6 приведены схемы различных ограничителей.
В схемах диодных формирователей амплитуда выходного напряжения равна сумме амплитуды входного напряжения и некоторой постоянной составляющей напряжения. Положительные диодные формирователи добавляют положительную составляющую напряжения, отрицательные – составляющую противоположного знака. Схемы с положительным и отрицательным формирователями приведены на рис.12.7 и 12.8.
Р
ис.12.1.Последовательный
ограничитель
Р
ис.
12.2 - Последовательный ограничитель о
смещением
Р
ис.
12.3. Шунтирующий ограничитель
Р
ис.
12.4. Шунтирующий ограничитель со смещением
Р
ис.12.5.
Шунтирующий ограничитель на стабилитроне
Р
ис.12.6.
Симметричный шунтирующий ограничитель
В схеме формирователя (рис.12.7) на первой отрицательной полуволне входного напряжения через диод проходит ток. Конденсатор зарядится при этом до значения напряжения Uвх max - 0.7 В, которое меньше амплитуды входного напряжения на величину прямого падения напряжения на диоде. На положительной полуволне входного напряжения диод заперт. За время, равное периоду, конденсатор незначительно разрядится и вновь подзарядится на отрицательной полуволне. В результате на конденсаторе появляется постоянная составляющая напряжения. Для такой работы формирователя необходимо, чтобы постоянная времени RC–цепи значительно превышала период входного сигнала.
Р
ис.
12.7. Положительный формирователь