Исследование формирователя логического

СИГНАЛА ВТОРОГО ТИПА

Цель работы: экспериментальное изучение схем ФЛС второго типа.

ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ.

Подготовка к работе состоит из расчета схемы по заданному варианту задания, качественного анализа зависимостей, которые ожидают получить, подготовки таблиц, графиков, а также составления эскизных схем проведения экспериментов.

В соответствии с заданным вариантом (разд. 5.4.1) рассчитывается схема инвертора следующем порядке (теоретический расчет ключа второго типа приведен в [4] разд. 2.2.3.):

1) выбор Е_пи расчет R_к;

2) расчет требуемого тока базы;

3) выбор Е_би расчет R1, R2.

При выполнении расчетов все параметры транзисторов и схем берутся без знака.

Выбор величины Е_посуществляется, исходя из неравенства:

U¹_мин < Е_п.

Диапазон возможных значений R_к ограничен с одной стороны временем t⁰¹(R_к< t⁰¹/С_н*3), с другой - величинами токов через открытый транзистор (неравенство 2.22 [4]).

Выбираем R_к ближе к верхней границе, чтобы в схеме протекали не слишком большие токи.

Вычисляем минимальный ток базы (I¹_{б мин}) необходимый для включения транзистора:

(5.1)

Для надежного открывания при максимальной нагрузке положим S_мин = 1,5. Выбираем Е_б = - Е_П.

Расчет R1, R2 выполняется путем построения области допустимых значений R1, R2 и последующего выбора номиналов резисторов внутри этой области. Область допустимых значений R1, R2 строится на основании неравенств (2.23) [4], (2.27) [4] и (2.28) [4].

В полученной области (рис. 2.29 [4]) величину R1 принимают обычно 1 ¸ 6К; R2¸ 3 ¸ 20К. Если область допустимых значений, удовлетворяющая всем трем ограничениям, отсутствует, следует спроектировать схему, подав на резистор R1 большее Е_П.После коррекции следует провести расчет снова. На этом расчет схемы заканчивается.

Далее необходимо вычислить следующие параметры схемы: нагрузочную способность, помехоустойчивость и быстродействие.

Нагрузочная способность.— это максимальный ток, отдаваемый в нагрузку (I⁰_{нагр.макс}). Нагрузочная способность вычисляется из выражений 2.32[4], 2.34[4], 2.35[4] исходя из норм параметров, задаваемых вариантом задания.

Вычисленные параметры заносятся в табл. 5.1.

Нагрузочная способность Таблица 5.1.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
I0н макс
I0вх
n0
I1н макс
I1вх
n1

Помехоустойчивостьопределяется на основании построенной ХВВ схемы. Для построения ХВВ вычисляется граничное значение «0» и «1» на входе схемы..

U⁰_гр определяется из выражения 2.29[4]. U¹_гр определяется из выражения 2.30[4].

Величина сигналов на выходе: U⁰_вых » U_кэн, U¹_вых » Е_П.

На основании построенной ХВВ вычисляются значения помехоустойчивости ΔU⁰_n, ΔU¹_n. Рассчитанные параметры заносятся в табл.5.2.

Помехоустойчивость Таблица 5.2.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
U0гр, В
U1гр, В
DU0П, В
DU1П, В

Быстродействие. Расчет величины быстродействия схемы сопряжен с громоздкими вычислениями, учитывающими динамические параметры транзистора и всех диодов. Поэтому в работе ограничиваемся экспериментальным замером динамических параметров выходного сигнала для двух случаев: при использовании антинасыщающих диодов (рис. 5.1) и без них и занесением их в табл 5.3.

Быстродействие Таблица 5.3.

Параметр	Экспериментальные значения
R1=Rрасч	R1=0.5Rрасч
Без антинас. диода	С диодом	Без антинас. диода	С диодом
t01, мкс
t10, мкс
tр, мкс
t01зр, мкс
t01зр, мкс

Рис. 5.1. Схема ключа второго типа с антинасыщающим диодом: а) на n-p-n транзисторе, б) на p-n-p транзисторе.