ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ СХЕМ – МУЛЬТИВИБРАТОРОВ, ОБНОВИБРАТОРОВ И БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРОВ

Цель работы – практическое ознакомление со схемами распространенных импульсных устройств.

1. Подготовка к работе.

1.1. Что такое мультивибратор ?

1.2. В чем отличие одновибратора от мультивибратора ?

1.3. В чем особенность блокинг-генератора ?

2. Оборудование: лабораторный блок № 6, соединительные провода, прибор Ф4372, осциллограф С1-96.

3. Задание № 1. Исследование мультивибратора.

3.1. Сравнить осциллограммы выходных сигналов мультивибратора на транзисторах .

3.2. Сравнить осциллограммы выходных сигналов мультивибратора на микросхеме.

4. Задание № 2. исследование одновибратора.

4.1. Сравнить периоды следования входного и выходного сигналов одновибратора на транзисторах.

4.2. Сравнить периоды следования входного и выходного сигналов одновибратора на микросхеме.

5. Задание № 3. исследование блокинг-генератора.

6. Порядок выполнения задания № 1.

6.1. Исследование мультивибратора на транзисторах. Схема А1.

6.1.1. Включить Ф4372 и С1-96 в сеть, поставив сетевые тумблеры в положение ВКЛ.

6.1.2. Подать напряжение 5В с источника питания на клеммы Х1 и Х2, расположенные в нижней части мнемосхемы, согласно указанной полярности. Таким образом, обеспечивается питание всех схем блока (А1-А5).

6.1.3. Поставить переключатели осциллографа: ВОЛЬТ/ДЕЛ – в положение 1В, ВРЕМЯ/ДЕЛ – в положение 1 мс.

6.1.4. Вход осциллографа подключить к одному из выходов мультивибратора: «У» - Х1; « _ » - Х3.

6.1.5. По осциллографу определить амплитуду и скважность импульсов. Зарисовать осциллограмму.

6.1.6. Подключить осциллограф ко второму выходу мультивибратора, переключив вход «У» осциллографа к клемме Х2.

6.1.7. Убедиться, что амплитуда и скважность импульсов на обоих выходах одинаковы, а импульсы взаимно инверсны.

6.2. Исследование мультивибратора на микросхеме. Схема А3.

6.2.1. Вход «У» осциллографа подключить к клемме Х1, а вход «1» оставить в прежнем положении, т.е. на клемме Х3 (А1).

6.2.2. Поставить переключатели на осциллографе: ВОЛЬТ/ДЕЛ –в положение 0,5 В, ВРЕМЯ/ДЕЛ – в положение 50 МКс.

6.2.3. По осциллографу зарисовать осциллограмму. Измерить амплитуду и скважность импульсов.

6.2.4. Подключить осциллограф ко второму выходу мультивибратора, переключив вход «У» к клемме Х2.

6.2.5. Убедиться, что амплитуда и скважность импульсов на обоих выходах одинаковы, а импульсы взаимно инверсны.

7. Порядок выполнения задания № 2.

7.1. Исследование одновибратора на транзисторах. Схема А2.

7.1.1. Подать на вход осциллографа сигнал со звукового генератора. Для этого соединить выходные клеммы генератора с входными клеммами осциллографа: «~» и «_».

7.1.2. Поставить ручки генератора: ЧАСТОТА ГРУБО – в положение 5, АМПЛИТУДА – по часовой стрелке до упора.

7.1.3. По осциллографу определить период синусоидального сигнала генератора.

7.1.4. Подать сигнал с генератора на вход одновибратора: «~» -Х1; «_» - Х2.

7.1.5. К выходу одновибратора подключить осциллограф: «У» - Х3; «_» - Х4.

7.1.6. По осциллографу определить период выходного сигнала. Убедиться, что период следования выходного сигнала соответствует периоду входного сигнала.

7.1.7. Убедиться, что при изменении положения ручек регулировки частоты звукового генератора происходит изменение периода входного и, следовательно, выходного сигналов.

Зарисовать осциллограмму выходного сигнала для одной из частот.

7.1.8. Исследовать одновибратор в качестве формирователя крутых фронтов у импульсных сигналов и в качестве блока задержки сигнала. Для этого с выходов Х1 или Х2 мультивибратора (схема А1) перемычкой подать сигнал на вход Х1 схемы А2.

7.2. Исследование одновибратора на микросхеме. Схема А4.

Порядок выполнения задания полностью соответствует порядку исследования одновибратора на транзисторах.

Примечание: При подключении осциллографа к выходу одновибратора на схеме клемму _ осциллографа соединить с клеммой Х4 (А2) или с любой другой клеммой, соединенной с общей точкой схемы. На вход схемы подать сигнал с гнезд Х1 и Х2 схемы А2.

8. Порядок выполнения задания № 3.

8.1. Подключить осциллограф к клеммам блокинг-генератора Х1 и Х3: «У»- Х1, «_» -Х3. Зарисовать осциллограмму сигнала.

8.2. Переключить клемму осциллографа «У» с клеммы Х1 на клемму Х2. Зарисовать осциллограмму сигнала.

8.3. Сравнить осциллограммы сделать вывод.

9. Содержание отчета.

9.1. Наименование лабораторной работы.

9.2. Цель работы.

9.3. Перечень приборов и оборудования.

9.4. Исследование схемы (А1,А2, А3, А4, А5).

9.5. Результаты исследований: осциллограммы с соответствующими параметрами и выводами.

9.6. Ответы на контрольные вопросы.

10. Контрольные вопросы.

10.1. Каковы особенности режима насыщения и отсечки транзистора ?

10.2. Чем определяется длительность импульсов мультивибратора ?

10.3. Чем определяется длительность импульсов на выходе одновибратора ?

10.4. Объяснить преобразование пилообразного напряжения в импульсное в блокинг-генераторе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

Цель работы – практическое ознакомление с основными логическими элементами И-НЕ и основными типами триггеров (RS, Д, Т и IK), реализуемыми в одной микросхеме.

1. Подготовка к работе.

1.1. Что такое «операция логического умножения ?»

1.2. Какое устройство называется триггером ?

1.3. Какой вход называется входом R, входом S?

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок № 7, соединительные провода.

3. Задание № 1. Изучить работу элемента И-НЕ.

4. Задание № 2. Изучить работу RS-триггера.

5. Задание № 3. Изучить работу Т-триггера.

6. Задание № 4. Изучить работу Д-триггера.

7. Задание № 5. Изучить работу IK-триггера.

8. Описание блока.

В верхней части блока расположены 4 ключа (два из которых управляются кнопками SB2 и SB3 , а два других – переключателями SA1 и SA2) и один бездребезговый ключ, управляемый кнопкой SB1. Логические сигналы с выхода бездребезгового ключа подаются на вход синхронизации С; с выходов ключей, управляемых кнопками SB2 и SB3 – на входы R и S; с выходов ключей, управляемых переключателями SA1 и SA2 – на входы и К.

Входы R, S, С реагируют на отрицательные перепады сигналов, поступающих с ключей, управляемых кнопками, т.е. логическая 1 подается на перечисленные входы при нажатии соответствующих кнопок.

Логическая 1 с выходов ключей, управляемых переключателями SA1 и SA2, подается на входы и К непосредственным соединением.

Микросхема, исследуемая в работе, позволяет смоделировать и изучить работу основных видов триггеров.

Логическая 1 соответствует выходному напряжению не менее 2,4 В, логическому 2 – выходное напряжение не более 0,4 В.

Наличие логической 1 на выходах определяется свечением соответствующих светодиодов.

Триггер установлен в нулевое состояние, когда .

9. Подготовка к выполнению заданий.

9.1. Включить стенд в сеть, поставив сетевой тумблер в положение ВКЛ и нажав кнопку СЕТЬ на блоке питания.

9.2. Выставить на одном из источников питания постоянное напряжение
5 В с помощью ручек ГРУБО и ПЛАВНО. Напряжение замерить мультиметром, выставленным на измерение постоянного напряжения на пределе измерения 20 В.

9.3. Подать питание на блок (на исследуемые схемы): «+» - Х14; «-» - Х15.

9.4. Сетевой тумблер выключить.

10. Порядок выполнения задания № 1. Изучение работы основного логического элемента И-НЕ.

10.1. Входы логического элемента соединить с выходами ключей: Х12-Х9; Х13-Х10.

10.2. Поочередно переключая тумблеры SA1 и SA2, подавать различные комбинации логических сигналов на входы логического элемента И-НЕ. Определив состояние выхода элемента по свечению светодиода VД6, заполнить таблицу 7.1 (таблицу состояний элемента И-НЕ).

Таблица 7.1.

Х12	Х13	Х11

10.3. Сетевой тумблер выключить.

11. Порядок выполнения задания № 2. Изучение работы RS – триггера.

11.1. Информационные входы R и S соединить с выходами ключей Х3-Х2, Х7-Х8.

11.2. После проверки схемы включить сетевой тумблер.

11.3. Нажатием кнопок SB2 и SB3 подавать логические сигналы на входы R и S согласно таблицы 7.2, наблюдая при этом за соответствующими светодиодами (VД2, VД3, VД7, VД8). Заполнить таблицу состояний 7.2.

11.4. Сделать вывод о свойствах RS – триггера.

11.5. Выключить сетевой тумблер. Схему не разбирать.

Таблица 7.2.

R	S	Q

12. Порядок выполнения задания № 3. Изучение работы Т-триггера (со счетным запуском).

12.1. Входы R и S оставить соединенными согласно п.п. 11.1.

12.2. Т-триггер можно смоделировать, если входы и К объединить и подать на них логическую 1, а вход С использовать как счетный вход Т-триггера. Поэтому выход ключа, управляемого переключателем SA1 двойным проводом соединить со входами и К: Х9-Х4; Х9-Х6, а переключатель SA1 поставить в нижнее положение, что соответствует подаче логической 1 на входы и К .

12.3. Счетный вход Т (вход синхронизации С) соединить с выходом бездребезгового ключа Х5-Х1.

12.4. После проверки схемы преподавателем сетевой тумблер поставить в положение ВКЛ.

12.5. Установить триггер в нулевое состояние, нажав кнопку В2 (подав сигнал на вход R).

12.6. Нажатием кнопки SВ1 подавать логические сигналы на счетный вход Т(С). Проследив за состоянием выходов , заполнить таблицу состояний 7.3.

Таблица 7.3.

I=К=1

Т(С)	Q

12.7. Убедиться, что триггер меняет свое состояние с приходом каждого импульса на счетный вход Т(С).

12.8. Выключить сетевой тумблер. Схему не разбирать.

13. Порядок выполнения задания № 4. Изучение работы Д-триггера.

13.1. Д-триггер получается, если входы I и К объединить и использовать их в качестве информационного входа Д. Поэтому оставить собранную схему без изменений. Переключатель SA1 поставить в верхнее положение, что соответствует подаче логического 0 на вход Д (I+K).

13.2. Сетевой тумблер поставить в положение ВКЛ.

13.3. Установить триггер в нулевое состояние, нажав кнопку В2.

13.4. Подавая синхроимпульсы нажатием кнопки SB1 сначала при наличии логического 0 на входе Д, а затем одновременно с подачей логической 1 на вход Д (переключатель SA1 – в нижнем положении), заполнить таблицу состояний 7.4.

Таблица 7.4.

С	Д(I+K)	Q

13.5. Убедиться, что состояние выхода Д-триггера определяется выходом Д при наличии синхроимпульса на входе С.

13.6. Выключить сетевой тумблер.

14. Порядок выполнения задания № 5. Изучение работы IК- триггера.

14.1. Схему оставить без изменений за исключением того, что разделить входы I и К, т.е. выход ключа, управляемого переключателем SA1, соединить с входом I, а выход ключа, управляемого переключателем SA2 – с входом К. В целом должен быть произведены следующие соединения: X1-X5, X2-X3, X8-X7, X9-X4, X10-X6.

14.2. После проверки схемы преподавателем сетевой тумблер поставить в положение ВКЛ.

14.3. Установить триггер в нулевое состояние, нажав кнопку SВ2.

14.4. Переключая тумблеры SA1 и SA2, создать различные комбинации сигналов на информационных входах I и К. Для каждой комбинации проследить за изменениями состояний выходов триггера при подаче сигналов на вход синхронизации С согласно таблице 7.5. Перед каждой комбинацией устанавливать триггер в нулевое состояние. Заполнить таблицу и сделать вывод о работе Ошибка! Ошибка связи..

Таблица 7.5

I	K	C	Q

14.5. Выключить стенд, нажав кнопку СЕТЬ и выключить сетевой тумблер.

15. Содержание отчета.

15.1. Наименование лабораторной работы.

15.2. Цель работы.

15.3. Перечень приборов и оборудования.

15.4. Схема основного логического элемента И-НЕ и схемы основных типов триггеров, составленные на элементах И-НЕ (см. рис. 7.1., 7.2., 7.3., 7.4.),

15.5. Результаты исследований. Таблицы состояний 7.1., 7.2., 7.3., 7.4., 7.5.

15.6. Ответы на контрольные вопросы.

16. Контрольные вопросы.

16.1. Пояснить работу RS-триггера, собранного на элементах И-НЕ
(рис. 7.1.).

16.2. Пояснить работу Т-триггера, собранного на элементах И-НЕ
(рис. 7.2.).

16.3. Пояснить работу Д-триггера, собранного на элементах И-НЕ
(рис. 7.3.).

16.4. Пояснить работу IК-триггера, собранного на элементах И-НЕ
(рис. 7.4.).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8