Изучение влияния дискретных ЭРЭ на отклик схемы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение влияния дискретных ЭРЭ на отклик схемы

Задание

Выбор схем обязательно необходимо согласовать с преподавателем

1. Смоделировать работу схем в программе Electronics Workbench 5.12 или в другой (согласовать с преподавателем)

Рекомендация для цифровых схем: микросборки необходимо первоначально представлять в виде структурной электрической схемы, а затем в виде принципиальной электрической схемы (требуется согласование с преподавателем)

2. Определить опорный выходной сигнал

3. Определить влияние дискретных элементов на отклик схемы меняя номинал ЭРЭ с шагом ± 5% (диаграммы представлять в сравнении с опорным выходным сигналом) в диапазоне ± 50%

4. Смоделировать отказы (короткое замыкание и обрыв) всех ЭРЭ схемы

5. Каждый эксперимент необходимо дополнять текстовым комментарием, на каждом рисунке должно быть не более двух диаграмм (диаграмма опорного сигнала и диаграмма текущего сигнала отклика схемы)

6. В приложении КП необходимо представить используемую виртуальную аппаратуру в проводимых экспериментах с подробным описанием приборов (назначение элементов управления, схемы подключения, выбор параметров диагностики и считывание информации)

Курсовой проект выполняется согласно требованиям СТП МГУПИ

Введение

схема программа electronics workbench

Импульсными генераторами называют электронные устройства, преобразующие энергию источников постоянного напряжения в энергию электрических импульсов.

Одним из наиболее распространенных импульсных генераторов является мультивибратор. Мультивибраторы - это импульсные генераторы с положительной обратной связью, в которых усилительные элементы работают в ключевом режиме. Мультивибраторы не имеют ни одного состояния устойчивого равновесия, поэтому относятся к классу автоколебательных генераторов. На основе мультивибратора была взята схема курсового проекта .Используя четыре логических элементах 2И-НЕ, мультивибратор дает на выходе положительный импульс.

Для высокой нагрузочной способности в схеме присутствует эммитерный повторитель на транзисторе.R6 служит для ограничения выходного тока и защиты перегорания транзистора.

Схем курсового проекта - генератор прямоугольных импульсов:

В источнике, где нашел схему, генератор был собран на отечественных ЭРЭ. Программа дает библиотеку американских ЭРЭ, поэтому заменил логические элементы и транзистор на зарубежные аналоги. Перечень элементов генератора прямоугольных импульсов:

Отклик схемы будем наблюдать на эмиттерном повторителе, который основан на транзисторе VT1. При первом включении схемы, исходя из перечня элементов, наблюдаем прямоугольные импульсы, амплитудой 5В и периодом 110,2мс.

В дальнейшем исследование схемы буду производить на определенном интервале времени, на котором и будем наблюдать влияние дискретных элементов на отклик схемы меняя номинал ЭРЭ и моделировать отказы (короткое замыкание и обрыв).

Исследование параметров схемы при изменении номинала резисторов R1.

В первую очередь для исследования схемы, взял переменный резистор R1.По умолчанию программы Multisim, в его параметры были ведены как 50%. Теперь буду производить изменения процентного соотношения переменного резистора, не меняя его номинал в 1МОм. После чего заметим изменения в выходных характеристиках.

R1=1МОм,0%

R1=1МОм,10%

R1=1МОм,20%

R1=1МОм,30%

R1=1МОм,40%

R1=1МОм,50%

R1=1МОм,60%

R1=1МОм,70%

R1=1МОм,80%

R1=1МОм,90%

R1=1МОм,95-100%

R1=1МОм,100%

Вследствие проделанного исследования с R1 было замечено , что с изменением процентного соотношения переменного резистора от 0 до 100 % в номинале 1МОм, период сигнала уменьшался от 179мс до 240мкс.

При обрыве переменного резистора в первом и третьем контакте, будем наблюдать постоянный сигнал в амплетуде 1,16 В :

При коротком замыкании данного резистора, частота сигнала увеличится и на выходе осциллографа будем наблюдать следующее:

Для более ясного показания изменил развертку до 200мк\дел и добился точного показания периода сигнала, равного 240 мкс.

Исследование параметров схемы при изменении номинала резисторов R3.

Аналогичное исследование проделываю с резистором R3, который с изменением его процентного соотношения от номинала будет изменять скважность сигнала.

R3=5кОм,0%

R3=5кОм,10%

R3=5кОм,20%

R3=5кОм,30%

R3=5кОм,40%

R3=5кОм,50%

R3=5кОм,60%

R3=5кОм,70%

R3=5кОм,80%

R3=5кОм,90%

Анализируя изменения параметров переменного резистора R3, визуально можно наблюдать что длительность импульса с увеличением процентного соотношения резистора уменьшается, при этом период сигнал остается неизменным(89,8 мс).

Исследование параметров схемы при изменении номинала конденсатора С3.

Следующим этапом исследования стал однополярный конденсатор С3.

Номинал конденсатора по схеме равен 100нф.Будем менять параметры конденсатора от 50нф до 150 нф.

С3=50нф

С3=60нф

С3=70нф

С3=80нф

С3=90нф

С3=100нф

С3=110нф

С3=120нф

С3=130нф

С3=140нф

С3=150нф

При обрыве конденсатора, наблюдаем постоянное напряжение в 5 В на выходе транзистора

Анализируя изменения параметров конденсатора С3 на мультивибраторе, можно наблюдать что период сигнала с увеличением емкости увеличивается, при этом длительность импульса остается неизменным(89,8 мс).

Исследование параметров схемы при изменении номинала конденсатора С4.

Проводил исследования полярного конденсатора в интервале от 800нф до 3,9мкф. Результаты изменений наблюдаем ниже:

С4=800нф

С4=1мкф

С4=1,2мкф

С4=1,4мкф

С4=1,6мкф

С4=1,8мкф

С4=2мкф

С4=2,2мкф

С4=2,4мкф

С4=2,8мкф

С4=3мкф

С4=3,9мкф

Исходя из выходных сигналов, можно сделать вывод: с увеличением емкости полярного конденсатора, длительность импульса в отклике схемы увеличивается, при неизменном периоде сигнала.

Схема генератора прямоугольных импульсов на основе мультивибратора показала нам, что изменяя параметры ЭРЭ, как конденсаторов и резисторов в ждущем мультивибраторе, привело к изменению скважности и длительности импульсов выходного сигнала схемы.

Заключение

В курсовом проекте была проделана работа, где была поставлена задача: определить влияние дискретных элементов на отклик схемы, меняя номинал электро-радио элементов. Все исследования были сделаны с помощью программы Multisim, с которой можно проделать моделирование любой электронной схемы, не используя механический труд, пайки, определенной измерительной аппаратуры и приборов. тем самым экономя время на проведения исследования.

Фундаментом курсового проекта была взята схема генератора прямоугольных импульсов на основе мультивибратора. Импульсными генераторами называют электронные устройства, преобразующие энергию источников постоянного напряжения в энергию электрических импульсов.

На основе мультивибратора была взята схема курсового проекта .Используя четыре логических элементах 2И-НЕ, мультивибратор дает на выходе положительный импульс.У мультивибратора нет возможности регулирования скважности , но за счет логических элементов 5A и U6A появилась возможность регулировать скважность. Также параметры ЭРЭ С4 и R3 дают возможность изменять длительность импульса.

Анализируя весь процесс исследования курсового проекта, можно сделать вывод: любые изменение параметров радиоэлементов в схеме, влияют на работоспособность схемы напрямую. Изменяются выходные характеристики сигнала, амплитуда, фазовый сдвиг, формы сигналов.

Проделав такую работу с электрической схемой, можем добиться нужных результатов и параметров ,которые непосредственно пригодятся нам в быту.

Размещено на Allbest.ru