Электрическая схема установки. На рис.3 приведены схемы одновибраторов, используемых в лабора­торной установке

На рис.3 приведены схемы одновибраторов, используемых в лабора­торной установке. В отличие от ранее приведенных, в них отсутствуют ре­зисторы время

задающих цепей. Заряд конденсаторов производится входным током логического элемента, а разряд - входным запускающим импульсом через VD ₁ (рис. 3, а).

Напряжение на входе логического элемента изменяется в соответствии с выражением

где i_cp - средний ток на выходе ЛЭ, U_ост – остаточное напряжение на конденсаторе после разряда, равное 0,6 В.

Рис. 3. Одновибраторы на логических элементах. Схема лабораторного модуля

Выходное сопротивление ЛЭ можно найти, определив постоянную вре­мени нарастания и спада выходного напряжения ЛЭ DD _1.2 с подключенным конденсатором С ₃ или С ₄, то есть t = R_остC.

На рис. 4 приведена электрическая схема логического элемента 2И-НЕ с подключенными конденсаторами входной и выходной цепи. Как видно из схемы ток заряда конденсатора C ₁ протекает через резистор R ₁ и переход ба­за-эмиттер многоэмиттерного транзистора (МЭТ) VT ₁. Этот процесс про­должается до достижения порога открывания перехода база-коллектор, в ре­зультате чего ток резистора R ₁ ответвляется в переход база-эмиттер VT ₂ и далее в переход база-эмиттер VТ ₃. Напряжение на базе МЭТ устанавливается равным падению напряжению на трех последовательных прямосмещенных р-п - переходах, т.е. порядка 2,1 В, а напряжение на конденсаторе устанавли­вается порядка 1,6 В. При этом на коллекторе VT ₄ устанавливается напряже­ние 0,1…0,3 В (логический нуль).

С поступлением на катод VD ₁ (рис. 3, а) отрицательного импульса про­исходит разряд C ₁, до напряжения 0,65 В и на выходе логического элемента DD _1.2 устанавливается состояние логического нуля. Это состояние сохранится и после окончания импульса, пока не восстановится напряжение на С ₁.

При подключении к выходу логического элемента конденсатора С ₃ (рис. 4), постоянные времени его заряда-разряда различны, так как за­ряд протекает через цепь R ₄, VT ₃, VD ₂, а разряд через открытый транзистор VT ₄. Поэтому постоянные времени нарастания-спада напряжения будут раз­личны. Временные диаграммы для схемы рис. 3, а показаны на рис. 4, б.

Рис. 4. Схема логического элемента с ёмкостными нагрузками

на входе и выходе и временные диаграммы его работы

Недостатком схемы (рис. 3, а) является низкое входное сопротивление цепи запуска, обусловленное емкостной нагрузкой (C ₁ или С ₂) и малым пря­мым сопротивлением VD ₁. Схема одновибратора (рис. 10, б) свободна от это­го недостатка. В ней под действием импульса положительной полярности на входе 2 на выходе DD _2.2 устанавливается нулевой потенциал, и разряд кон­денсаторов С ₅ или С ₆ происходит через VD ₁ и выход ЛЭ DD _2.2.

По окончании входного импульса на выходе ЛЭ DD _1.3 (KT₈) формиру­ется импульс отрицательной полярности, длительность которого определяет­ся по формуле (). Временные диаграммы на элементах одновибратора при­ведены на рис. 5.

Рис. 5. Временные диаграммы напряжений на элементах

одновибратора (рис. 3, б)

Адание

4.1. Проверить на стенде ЛОЭ2 наличие модуля одновибратора на логических элементах и включить стенд.

4.2. На выходе импульсного генератора Г5-54 установить в режиме внутренней синхронизации импульсы положительной полярности амплиту­дой

4 В, длительностью 10 мкс с периодом 300 мкс, проверить наличие и измерить ам­плитуду, длительность и период следования импульсов с помощью осцилло­графа. Осциллограф должен быть предварительно откалиброван.

4.3. Для исследования первого одновибратора подать импульсы от генератора на вход 1 стенда. Первый канал осциллографа подключить к KT₁ и добившись синхронизации, убедиться в наличии импульсов отрицательной полярности. На второй канал подать последовательно КТ₁, КТз, КТ₄. Пере­ключатели стенда установить в положение 1-3.

4.4. Зарисовать с экрана в масштабе, разместив одну под другой и совместив их во времени, временные диаграммы, указав на них длительности и амплитуды сигналов. Измерить время спада и нарастания напряжения в точ­ках КТ₂ и КТ₃. Установив скорость развертки осциллографа 0,5 мкс/дел из­мерить и записать времена нарастания и спада импульсов в КТ₄. Установив переключатель в положение 2-4, повторить операции, указанные в данном пункте.

4.5. Не меняя положение переключателя снять зависимость длитель­ности импульса в КТ₄ от длительности запускающего импульса, изменяя ша­гами в режиме удвоения (2,5; 5; 10; 20 и 40 мкс). Результаты измерения занести в таблицу.

4.6. Для исследования второго одновибратора подать импульсы от генератора на вход 2 стенда. Полярность импульсов положительная, ампли­туда 4 В, длительность 100 мкс и период 300 мкс. Переключатели стенда установить в положение 5-7. Убедиться в наличии импульсов в КТ₅… KT₈.

4.7. Подать на первый канал осциллографа импульсы генератора, а на второй последовательно импульсы с КТ₆…KT₈. По методике, изложенной п.4.4 зарисовать в масштабе временные диаграммы и записать данные. То же самое повторить при положениях переключателя 6-8.

4.8. Аналогично заданию п.5 снять зависимость длительности импульс точке KT₈ от длительности входных импульсов.