Тема: Генератор импульсов. Триггеры.

Практическая работа.

1. Изучить по учебнику Б.К. Иванов «Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматики» (издание второе), 2011 г. тему: Генератор импульсов. Триггеры. Стр.75 -76 (сделать конспект).

2. Повторить теорию:

1. Параллельное и последовательное включение сопротивлений
- вычислить величину трёх параллельно включённых сопротивлений 1кОм;
- вычислить величину трёх последовательно включённых сопротивлений 1кОм;
2. Параллельное и последовательное включение конденсаторов
- вычислить величину трёх параллельно включённых конденсаторов 100 мкФ;
- вычислить величину трёх последовательно включённых конденсаторов 100 мкФ.

3. В EWB512 собрать схему простейшего мультивибратора.

4. В EWB512 собрать схему генератора импульсов на двух элементах И-НЕ.

R1=330 Ом R2=1 кОм С=470мкФ

После подачи питания светодиод должен постоянно светиться. Объясните, почему он светится?

Преобразуйте схему генератора, заменив логические элементы микросхемой МС7400.

5. Преобразуйте схему.

5.1.

После подачи питания светодиод не должен светиться. Объясните, почему он не светится?

5.2.

После подачи питания светодиод должен постоянно мигать. Объясните, почему он не светится?

5.3

6. Сборка генератора

DD1 – К155ЛА3 (7400), R1-R3 – 1 кОм, С1 – 470, 0 мкФ.

- зарисуйте схему в рабочей тетрадке и найдите более оптимальный вариант сборки схемы,

- внесите коррективы в схему.

7. Сборка генератора

DD1 – К155ЛА3, R1-R4 – 1 кОм, С1 – 470, 0 мкФ.

Сравните, ранее собранную, схему 5.3 (см. выше) и следующую схему. В следующей схеме - уже два генератора.

DD1 – К155ЛА3, R1-R3 – 1 кОм, R4-330 Ом, С1 – 470, 0 мкФ, C2 – 47, 0 мкФ.

Величину сопротивления R1 можно уменьшить до 500 Ом (!!!). Для индикации к выходам генераторов через сопротивления подключены светодиоды VD1, VD2. Обратите внимание на правильность их подключения - катодами к линии GND. Соединение, обозначенное на схеме и на сборке знаком (!), устанавливается в последнюю очередь.

8. Период, скважность, частота:

Если схема генератора собрана правильно, то светодиод, подключенный к выходу генератора, должен мигать (при соответствующих параметрах RC элементов). Или, светодиод периодически светится и не светится.

По схеме 4k светодиод VD1 будет светиться при высоком уровне напряжения на выходе генератора (вывод 6, сигнал C), и не будет светиться – при низком уровне напряжения. Форма периодически меняющегося выходного сигнала генератора показана на следующем изображении:

Временной отрезок с высоким уровнем напряжения (импульс) и низким (пауза) в сумме составляют величину T, при этом они периодически повторяются. Т – это Период или промежуток времени, через который повторяются значения напряжений.
Если длительность импульса и паузы равны, то такой периодический сигнал прямоугольной формы называется Меандр.
T = k * R1 * C1 - формула, по которой определяется период, при этом, величина коэффициента k может меняться в зависимости от схемы.
Например: для схем 4k - Т = 3 * R1 * C1.
Из формулы следует, что длительность периода или частота мигания светодиода зависит от номиналов сопротивления R1 и конденсатора C1.

Важно отметить:

- в большинстве схем генераторов, построенных на элементах 155 серии, номинал сопротивления должен быть менее 500 Ом (только тогда генератор будет работать).

- временные отрезки импульса и паузы будут почти равными при R1 =100 Ом, а при увеличении сопротивления R1 длительности импульса и паузы начинают отличаться друг от друга и даже в несколько раз при максимальной величине сопротивления.

Если время периода T поделить на время длительности импульса (высокий уровень напряжения), то получим величину Скважности (S). При меандре S = 2, а если длительность импульса меньше длительности паузы, то величина S > 2.

Частота - f= 1/T - как часто или сколько проходит импульсов и пауз (периодов) в течение одной секунды.

Например, при T = 0.5 сек (полсекунды), f = 1 / 0.5 c = 2 Гц (за секунду можно заметить две вспышки светодиода).

Но, чем частота ближе к значению 25 Гц, тем хуже человеческий глаз будет различать световые вспышки светодиода и паузы между ними. Свечение светодиода постепенно сливается, и при частоте более 25 Гц он будет как бы постоянно светиться. Для этого попробуйте изменять номиналы элементов.