Свойства сигналов принципиальных схем

11.1.Цель работы.

11.1.1. Определение свойств сигналов различных принципиальных схем.

11.1.2. Использование исследованных свойств в схемах автоматики.

11.2. Основные теоретические сведения.

В холе выполнения данной лабораторной работы необходимо определить свойства сигналов некоторых принципиальных схем параметрического стабилизатора и RC - цепи. Полупроводниковые стабилитроны в схемах автоматики применяются в качестве источников опорного напряжения, а RC-цепи используются как фильтры или как времязадающие в электронных реле времени.

Стабилитроны представляют собой кремниевые полупроводниковые диоды, которые работают при электрическом пробое р-n перехода. При этом напряжение на диоде слабо зависит от протекающего тока. Электрический пробой не вызывает разрушения р-n перехода и при отводе тепла может существовать длительно.

Вольтамперная характеристика стабилитрона приведена на

рис. 11.1.

Рис. 11.1.

Рабочий участок характеристики заключен между минимальным Iст.мин. и максимальным Iст.мах. значениями тока стабилитрона. Качество работы стабилитрона оценивается наклоном характеристики или дифференциальным сопротивлением:

Rст = dUст/dIст.

Чем меньше Roт., тем стабильнее напряжение на приборе. Схема включения стабилитрона дана на рис. 11.2.

Рис. 11.2.

При использовании конденсатора в электронных реле времени напряжение на конденсаторе и ток через конденсатор изменяются по следующим законам:

Uo(t) = E(1 – e^-t/T;

E

I(t) = ----- e^-t/T;

R

где Е - напряжение источника питания;

T = RC - постоянная времени цепи.

Таким образом, напряжение на конденсаторе непрерывно нарастает от О до Е, а ток сначала увеличивается скачком от нулевого значения до Е/R, а затем уменьшается по экспоненциальному закону и стремится к нулю. Скорость нарастания напряжения на конденсаторе определяется постоянной времени Т = RC, что и используется в реле времени. Если параллельно конденсатору С подключить реле напряжения (К, на рис. 11.3.) или транзисторный ключ, у которых напряжение срабатывания Uср Е, то, изменяя постоянную времени Т = RC при помощи переменного резистора R, можно регулировать время срабатывания tср.

Рис. 11.3.

11.3. План работы.

11.3.1. Пояснить принцип действия и назначение схемы на рис.11.4.

11.3.2. Изменяя сопротивление резистора R14 определить диапазон рабочих токов нагрузки .

11.3.3. Заменяя R12 на R13 повторите п.2. Поясните, что произошло со схемой, осталась ли она в рабочем состоянии.

11.3.4. При выключенном стенде соберите схему рис. 11.5. и схему секундомера (перемычками соединить выходы счетчика с входами дешифратора D11, D12, включить секундомер тумблером S11, пуск секундомера тумблером S10). Включив стенд определить зависимость выходного сигнала схемы от времени.

11.3.5. Дополнить схему соответствующим функциональным узлом, чтобы на выходе формировался двоичный код (на управляющий вход АЦП подайте импульс “1”с - секундомер должен быть включен).

11.3.6. Предложите схему реле времени на основе RC-цепи. По-

пытайтесь реализовать эту схему на стенде (использовать термистор, транзистор и реле). На основании разработанной схемы предложите свою методику снятия зависимости U = f(t) для RC-цепи.

Рис. 11.4.

Рис. 11.5.

12. Лабораторная работа N12.