ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 1 ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3¾ ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο2x0-32v/1a, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Τρανζίστορ BJT 1 2Ν3904 µε h FE >170 Πηνίο Neosid 1 100 Μ5 : L=100µH±5% R DC =1,5Ω Q 70 στο 1MHz Αντιστάσεις 1/4 Watt/ 1% Πυκνωτές 1Χ10Ω 1Χ10K 1Χ270pF πολυστ 1X33nF πολυστ 1Χ120Ω 1Χ4,7K 1X2,2nF 1Χ47nF >> 1Χ220Ω 1Χ18K 1Χ10nF 1Χ68nF >> 1Χ330Ω 1Χ100Κ 2Χ22nF 2Χ0,1µF κεραµ. 1Χ1,2K 1Χ22Κ ποτ. 1Χ1,8K +15V C6 0.1µF κερ. R1 10K R3 1.32K (1.2Κ+120Ω) C5 Vo Vf C3 22nF 22nF Q1 2N3904 RV1 22K set Uo(max) L1 100µΗ Neosid C2 33nF πολ. R2 1.8K R4 330Ω C4 0.1µF κερ. 2Ν3904 C1 270pF πολ. CB E Κάτω όψη Σχήµα 1-1 : Πειραµατικό κύκλωµα ταλαντωτή Colpitts
2 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 η : ΤΑΛΑΝΤΩΤΕΣ COLPITTS ΚΑΙ CLAPP ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του ταλαντωτή Colpitts, να ρυθµιστεί το R V1 για µέγιστο πλάτος εξόδου, να συµπληρωθούν οι πειραµατικές τιµές του παρακάτω πίνακα και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές σε χρονικό συσχετισµό. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V B = V B = r E = r E = V E = V E = R V1(SET) = R V1(SET) = I E = I E = r L = r L = I C = I C = A V = A V = V C = V C = Β = Β = V BE = 0,7V V BE = A V B =1,3091 A V B = V CE = V CE = U Οmax = U Οmax = V R3 = V R3 = U f = U f = f o = f o = Φ = Φ = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 3
4 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 2. Να αντικατασταθεί ο C 2 =10nF και να εξηγήσετε σύντοµα και µε σαφήνεια αυτά που παρατηρείτε στο κύκλωµα (οι παρατηρήσεις αφορούν τάσεις DC, AC και κυµατοµορφές). Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 5 3. Να αντικατασταθεί ο C 2 =47nF και να εξηγήσετε σύντοµα και µε σαφήνεια αυτά που παρατηρείτε στο κύκλωµα.
6 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 4. Να αντικατασταθεί ο C 4 =10nF και να εξηγήσετε σύντοµα και µε σαφήνεια αυτά που παρατηρείτε στο κύκλωµα.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 7 5. Να συνδεθεί αντίσταση R=10Ω σε σειρά µε το πηνίο ταλάντωσης και να εξηγήσετε σύντοµα και µε σαφήνεια αυτά που παρατηρείτε στο κύκλωµα.
8 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 6. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του ταλαντωτή Clapp, να ρυθµιστεί το R V1 στη θεωρητική τιµή, να συµπληρωθούν οι πειραµατικές τιµές του παρακάτω πίνακα και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές σε χρονικό συσχετισµό. +15V C6 0.1µF κερ. R1 10K R3 1.32K (1.2Κ+120Ω) C5 Vo Vf 22nF Q1 2N3904 RV1 22K SET=5K L1 100µΗ Neosid C1 270pF πολ. C2 33nF πολ. C3 2.2nF R2 1.8K R4 330Ω C4 0.1µF κερ. 2Ν3904 CB E Κάτω όψη Σχήµα 1-2 : Πειραµατικό κύκλωµα Ταλαντωτή Clapp Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή f O = f O = B= B= U Ο(max) = U Ο(max) = A V B = A V B = U f = U f = R V1(SET) =5KΩ R V1(SET) =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 9 Κυµατοµορφές
10 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 7. Να αποσυνδεθεί η αντίσταση R 2, να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V C = V C = V CE = 0,05V V CE = V E = V E = I C = I C = V B = V B = I E = I E = V BE = 0,76V V BE = I B = I B =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 11 8. Να συνδεθεί αντίσταση R=10Ω σε σειρά µε το πηνίο ταλάντωσης και να εξηγήσετε σύντοµα και µε σαφήνεια αυτά που παρατηρείτε στο κύκλωµα.
12 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 9. Ποια θα είναι τα αποτελέσµατα στο κύκλωµα αν οι αντιστάσεις R 1 και R 2 δεκαπλασιαστούν. Αιτιολογείστε τα πειραµατικά σας αποτελέσµατα.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 13 10. Να εξηγήσετε τις διαφορές που παρατηρείτε από τις µετρήσεις σας µεταξύ του ταλαντωτή Colpitts και Clapp. Παρατήρηση: Μετά την αλλαγή κάθε στοιχείου επανερχόµαστε στο αρχικό κύκλωµα και στη συνέχεια κάνουµε τη νέα αλλαγή.
14 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΛΕΥΚΗ ΣΕΛΙ Α
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 15 ΑΣΚΗΣΗ 2 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3¾ ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A,+5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Τρανζίστορ BJT 1 2Ν3904 Ολοκληρωµένα κυκλώµατα 1 74LS04 και 1 CD4049B Κρύσταλλοι 1 2,00MHz και 1 4,00MHz - 1 L=100µΗ R DC =1,5Ω Q=46 (2MHz) Αντιστάσεις 1/4 Watt /1% Πυκνωτές 1Χ120Ω 1X6,8K 1X6,8pF 1X3,3nF 1X330Ω 1X10K 1X47pF 1X4,7nF 1Χ470Ω 1X15M 1Χ56pF 3X10nF 1Χ1Κ 1X22K ποτεν. 1Χ100pF 1Χ47nF 1X1,2K 1X330pF 1X0,1µF κεραµ. 1Χ1,8K 1X22K ποτεν. γραµ. 1X2,2nF 4-22pF trimmer +15V C6 0.1µF L 100µH C 62.8pF ( 56pF+6.8pF) 10K R1 C5 Uo Uf C3 10nF Q1 2N3904 10nF RL 22K set Uomax(απαρ) X1 2.00MHz C1 10nF R2 1.8K R3 330 C4 47nF C2 47pF Σχήµα 2-1 : Πειραµατικό κυκλώµατα ταλαντωτή κρυστάλλου µε BJT
16 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΤΑΛΑΝΤΩΤΕΣ ΜΕ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα και να ρυθµιστεί το φορτίο R L για µέγιστο απαραµόρφωτο πλάτος εξόδου. Με τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές U O και U f σε χρονικό συσχετισµό. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V BQ = V BQ = Z tank = Z tank = V EQ = V EQ = B= B= I EQ = I EQ = A V B = A V B = I CQ = I CQ = A V = A V = V CQ = V CQ = r L = r L = V BEQ =0,7V V BEQ = R V1(SET) = R V1(SET) = V CEQ = V CEQ = f o = f o = r E = r E = U O(απαρ) = U O(απαρ) = r e = r e = U f = U f = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 17
18 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 19 2. Να αποσυνδεθεί το φορτίο και να σχεδιαστεί η κυµατοµορφή συλλέκτη του τρανζίστορ µε σύζευξη d.c. στον παλµογράφο. Να µετρηθούν επίσης οι τάσεις d.c. της βάσης του εκπο- µπού και του συλλέκτη. Σχολιάστε το αποτελέσµατα των µετρήσεων. Κυµατοµορφές
20 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 3. Να αντικατασταθεί η R 3 =1K και να αιτιολογηθούν τα αποτελέσµατα στα a.c. και d.c. δυναµικά στο κύκλωµα.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 21 4. Να αποσυνδεθεί ο πυκνωτής C=(56pF//6,8pF) από το κύκλωµα παραλλήλου συντονισµού και να εξηγηθεί µε σαφήνεια το αποτέλεσµα που θα προκύψει στο κύκλωµα.
22 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 5. Να τροποποιηθεί το κύκλωµα του ενισχυτή συντονισµένου συλλέκτη σε ενισχυτή µε ωµικό φορτίο από και να υπολογιστούν οι νέες τιµές των στοιχείων που είναι απαραίτητα να τροποποιηθούν όταν το ωµικό φορτίο είναι R C = 1,32K. Το ο ροοστάτης R V1 τοποθετηθεί στα 10K. Στη συνέχεια να ρυθµιστεί ο ταλαντωτής για µέγιστο απαραµόρφωτο πλάτος εξόδου. Να σηµειωθούν τα πειραµατικά αποτελέσµατα και να εξηγηθούν οι διαφορές των a.c. και d.c. δυναµικών σε σχέση µε το αρχικό κύκλωµα. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 23 6. Στο κύκλωµα της προηγούµενης παραγράφου χωρίς να αλλάξετε τίποτα να αντικατασταθεί ο κρύσταλλος X1=4.00MHz και να σχολιαστεί το αποτέλεσµα σε σύγκριση µε την προηγούµενη παράγραφο και τον θεωρητικό υπολογισµό σας.
24 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 7. Να συνδεσµολογηθεί ο ταλαντωτής µε τον αναστροφέα 74LS04 και να ρυθµιστεί ο πυκνωτής C T για ταλάντωση στην επιθυµητή συχνότητα (4.00MHz). Να σχεδιαστεί µε ακρίβεια η κυµατοµορφή εξόδου µε όλα τα χαρακτηριστικά της. Από τα φύλλα δεδοµένων και τις µετρήσεις που θα κάνετε να βρεθεί η θεωρητική και πειραµατική µέγιστη συχνότητα ταλάντωσης και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. U1A U1B VCC=+5V 1 2 3 4 O/P Pin 14 Pin 7 0.1µF κεραµ. SN74LS04 RFC 100µH R1 470 SN74LS04 Cv X1 Ca 270pF 4-22pF 4.00MHz Cb 100pF Σχήµα 2-3 : Ταλαντωτής κρυστάλλου µε αναστροφείς 74LS04 Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 25
26 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 8. Να συνδεσµολογηθεί ο ταλαντωτής µε τον αναστροφέα CMOS 4049 και να σχεδιαστεί µε ακρίβεια η κυµατοµορφή εξόδου µε όλα τα χαρακτηριστικά της. Από τα φύλλα δεδοµένων και τις µετρήσεις που θα κάνετε να βρεθεί η θεωρητική και πειραµατική µέγιστη συχνότητα ταλάντωσης και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. U1A O/P 3 2 4049 U1B 5 4 4049 Vo Pin 1 Pin 8 VCC=+9V 0.1µF κεραµ. R1 15M X1 Ca 270pF 2.00MHz Cb 100pF Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 27
28 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΛΕΥΚΗ ΣΕΛΙ Α
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 29 ΑΣΚΗΣΗ 3 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3¾ ψηφίων ESCORD EDS169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Τελεστικοί ενισχυτές: 1 LM741-1 CA3140 1 NE5534 2 TLC271 Τρανζίστορ JFET 1 2Ν3819 - ίοδος σήµατος 1 1Ν4148 Λαµπάκι 1 12V/30mA Αντιστάσεις 1/4 Watt/ 1% Πυκνωτές 2X270Ω 1Χ2,2Κ 1Χ18K 1Χ100Ω trim. 1X100pF 1X47nF πολ 1X330Ω 2Χ8,2Κ 1Χ33Κ 1Χ10Κ pot. 1X470pF 3X0,1 µf κεραµ 2Χ820Ω 2X10Κ 2Χ47K 1Χ1Μ trim. 2X1nF πολ 1X10µF/16V 2X1ΚΩ 2X15K 2X100K 2X10nF 1X100µF/16V R1 15.82k C1 10n +15V U1 LM741/NS C5 C2 10n R2 15.82k R4 18k u(+) u(-) 3 2 + - 7 V+ V- 4-15V R3 47k 0.1 1 OS1 0 6 OUT 5 OS2 C6 0.1 0 R5 100k Uo RL 2k 0 CL 100p -15V Ρύθµιση παραµόρφωσης J1 J2N3819 RV1 10k SET = 0.5 Vgs C4 470p Ρύθµιση πλάτους P1 SET = 0.300 D1 D1N4148 1M Vdc C3 0.1u 2 3 PIN2,PIN3 + - +15V 7 5 4 8 1 U2 CA3140 6 Probe CH2 0 Σχήµα 3-1 : Πειραµατικό κύκλωµα ταλαντωτή WIEN
30 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 3 η : ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ WIEN Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα, να ρυθµιστεί ο ταλαντωτής στο µέγιστο απαραµόρφωτο πλάτος εξόδου, να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας µετρήσεων και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές U O και u (-) σε χρονικό συσχετισµό. ίνονται για το JFET 2N3819 : Ι DSS =12mA και V P =-2,9V. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή U O(P-P) = U O(p-p) = f o = f o = A CL(+) = A CL(+) = V dc = V dc = u (-) = u (-) = V GS = V GS = R V1(SET) =5K R V1(SET) = r DS = r DS = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 31
32 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 2. Να τοποθετηθεί φορτίο R L =600Ω και να επαναρυθµιστεί το ποτενσιόµετρο P1 για µέγιστο απαραµόρφωτο πλάτος εξόδου. Να σηµειωθεί η νέα τιµή εξόδου σε V P-P και dbm και να συγκριθεί µ αυτήν που δίνουν τα φύλλα δεδοµένων.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 33 3. Να αποσυνδεθεί η δίοδος D 1 από το κύκλωµα και να εξηγήσετε αυτό που παρατηρείτε στο σήµα εξόδου του ταλαντωτή.
34 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 4. Να βραχυκυκλωθεί η αντίσταση R 5 και να εξηγηθούν τα αποτελέσµατα που παρατηρείτε στον ταλαντωτή.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 35 5. Να αντικατασταθούν R 1 =R 2 =8,2K, R 5 =47Κ, C 1 =C 2 =1nF, C 3 =47nF και κάνοντας τις ρυθ- µίσεις της παραγράφου 1 να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Να σχολιασθούν τα αποτελέσµατα. Τελεστικός ενισχυτής MC741 Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή SR= SR= U O(απαρ) = U O(απαρ) = f p = f p = u (-) = u (-) = f o = f o = A CL(+) = A CL(+) =
36 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 6. Να συνδεσµολογηθεί το κύκλωµα του ταλαντωτή WIEN µε στοιχείο αυτόµατης ρύθµισης απολαβής (A.G.C.) λυχνία πυρακτώσεως 12V/32mA χρησιµοποιώντας τον τελεστικό ενισχυτή NE5534. Να ρυθµιστεί ο ταλαντωτής µε το R V1 στο µέγιστο απαραµόφωτο πλάτος εξόδου, να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας µετρήσεων και να σχεδιαστεί η κυµατοµορφή εξόδου. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή U O(P-P) = U O(P-P) = f O = f O = u (-) = u (-) = R V1(SET) = R V1(SET) = A CL(+) = A CL(+) = R Lamp = R Lamp = R1 15.82k C1 10n +15V C4 0.1 0 u(+) u(-) 3 + 2-7 5 U1 NE5534 6 Uo Probe CH1 C2 10n R2 15.82k 0 C5 0.1-15V RV1 R3 4 8 1 C3 22p RL 2k 0 CL 100p 12V/36mA L1 L H 0 100Ω Ρύθµιση πλάτους 330Ω PIN2,PIN3 2 3 + - U2 CA3140 6 7 5-15V 4 8 1 Probe CH2 +15V Σχήµα 3-2 :Ταλαντωτής WIEN µε AGC λυχνία πυρακτώεσεως
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 37 Αντίσταση λυχνίας 12V/36mA Αντίσταση λυχνίας Rl [Ohm] 350 325 300 275 250 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Τάση λυχνίας Vl [Volt]
38 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 39 7. Στο κύκλωµα της προηγούµενης παραγράφου να αντικατασταθεί ο τελεστικός ενισχυτής NE5534 µε τον MC741. Ο πυκνωτής αντιστάθµισης C 3 να αφαιρεθεί. Στη συνέχεια να ρυθµιστεί ο ταλαντωτής µε το R V1 για µέγιστο απαραµόρφωτο πλάτος εξόδου. Να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή U O(P-P) = U O(P-P) = f O = f O = u (-) = u (-) = R V1(SET) = R V1(SET) = A cl(+) = A cl(+) = R Lamp = R Lamp =
40 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 8. Να σχεδιαστεί και να κατασκευασθεί ταλαντωτής WIEN µε τον τελεστικό ενισχυτή TLC271 χρησιµοποιώντας µονοπολική τροφοδοσία και τα στοιχεία του δικτυώµατος WIEN του αρχικού κυκλώµατος ικανός να δίνει µέγιστο απαραµόρφωτο πλάτος εξόδου U O = 5V P-P τουλάχιστον σε φορτίο 10Κ.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 41 ΑΣΚΗΣΗ 4η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-100MHz Cursor Readout HAMEG - HM1004 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3¾ ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Τελεστικοί ενισχυτές 1 LM301, 1 TLC271, Αναλογικός συγκριτής 1 LM339 ίοδοι ζένερ 2 4,3V/300mW, ίοδοι σήµατος 2 1N4148 Αντιστάσεις 1/4 Watt/ 1% Πυκνωτές 1Χ1Κ 1Χ10Κ 1X1Κ ποτ. µε άξονα 2Χ0,1µF κερ. 1Χ2,2Κ 2Χ22Κ 1Χ100Κ ποτ. µε άξονα 1X100Κ
42 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 4 η : ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΙ ΣΥΓΚΡΙΤΕΣ ΤΑΣΗΣ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ 1α. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του µη αναστρέφοντα ανιχνευτή µηδενός του σχήµατος 4-1 και να εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) ηµιτονική κυµατοµορφή πλάτους U in = 0,5V p-p, συχνότητας f in =100Hz. Από τις µετρήσεις σας να συ- µπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό (o παλµογράφος σε σύζευξη DC). Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή +V SAT = +V SAT = +V O = +V O = -V SAT = -V SAT = -V O = -V O = +15V C1 0.1uF 3 2 7 U1 6 R1 2.2K Vout Vin 4 1 5 LM301A DZ1 4V3 C2 0.1uF DZ2 4V3-15V Σχήµα 4-1 : Μη αναστρέφων ανιχνευτής µηδενός
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 43 Κυµατοµορφές
44 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 1β. Να εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) τριγωνική κυµατοµορφή πλάτους U in =0,5V p-p, συχνότητας f in =10KHz και να τοποθετηθεί η οριζόντια είσοδος (HOR) του παλµογράφου στην είσοδο του συγκριτή και η κατακόρυφη (VER) στην έξοδο. Στη συνέχεια να τοποθετηθεί ο παλµογράφος σε λειτουργία X-Y και είσοδοί του στο GND. Στην οθόνη τώρα εµφανίζεται µια κηλίδα (Spot) την οποία πρέπει να τοποθετήσετε στο κέντρο της οθόνης. Τοποθετείστε τις εισόδους σε DC σύζευξη και σχεδιάστε το βρόχο υστέρησης του συγκριτή που εµφανίζεται στην οθόνη µε όλα τα στοιχεία του. Στη συνέχεια αυξοµειώστε το πλάτος και τη συχνότητα του τριγωνικού σήµατος και εξηγείστε αυτό που παρατηρείτε. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 45 2α. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του αναστρέφοντα ανιχνευτή µηδενός του σχήµατος 4-2 και να εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) ηµιτονική κυµατοµορφή πλάτους V in =0,5V p-p, συχνότητας f in =100Hz. Από τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό (o παλµογράφος σε σύζευξη DC). Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή +V SAT = +V SAT = +V O = +V O = -V SAT = -V SAT = -V O = -V O = +15V C1 U1 LM301A 7 0.1uF 3 2 6 R1 2.2K Vout Vin 4 1 5 DZ1 4V3 C2 0.1uF DZ2 4V3-15V Σχήµα 4-2 : Αναστρέφων ανιχνευτής µηδενός Κυµατοµορφές
46 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 47 2β. Να εφαρµοσθεί στην είσοδο τριγωνική κυµατοµορφή πλάτους U in =0,5V p-p, συχνότητας f in =10KHz και να τοποθετηθεί η οριζόντια είσοδος (HOR) του παλµογράφου στην είσοδο του συγκριτή και η κατακόρυφη (VER) στην έξοδο. Στη συνέχεια να τοποθετηθεί ο παλµογράφος σε λειτουργία X-Y και είσοδοί του στο GND. Στην οθόνη τώρα εµφανίζεται µια κηλίδα (Spot) την οποία πρέπει να τοποθετήσετε στο κέντρο της οθόνης. Τοποθετείστε τις εισόδους σε DC σύζευξη και σχεδιάστε το βρόχο υστέρησης του συγκριτή που εµφανίζεται στην οθόνη µε όλα τα στοιχεία του. Στη συνέχεια αυξοµειώστε το πλάτος και τη συχνότητα του τριγωνικού σήµατος και εξηγείστε αυτό που παρατηρείτε. Κυµατοµορφές
48 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 3α. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του αναστρέφοντα συγκριτή µε υστέρηση του σχήµατος 4-3 και να εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) ηµιτονική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους V in =10V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =5V. Από τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό.(o παλµογράφος σε σύζευξη DC). R P1 =1Κ SET=0,5 R P1 =100Κ SET=0,5 Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V UTP = V UTP = V UTP = V UTP = V LTP = V LTP = V LTP = V LTP = V HYS = V HYS = V HYS = V HYS = +12V P1 1K SET = 0.5 1 3 2 Vth R1 22k R2 100k 0 +12V 7 U1 TLC271H 3 2 + - V+ V- 8 6 5 1 4 BIAS OUT N2 N1 Vout Vin Σχήµα 4-3 : Αναστρέφων συγκριτής µε υστέρηση 0
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 49 Κυµατοµορφές
50 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 3β. Nα εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) τριγωνική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους U in =10V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =5V. Να τοποθετηθεί ο παλµογράφος σε λειτουργία X-Y και είσοδοί του στο GND. Στην οθόνη τώρα εµφανίζεται µια κηλίδα (Spot) την οποία πρέπει να τοποθετήσετε στο κέντρο της οθόνης. Τοποθετείστε τις εισόδους στο DC και παρατηρείστε τη µεταβολή των κατωφλίων και της υστέρησης σε σχέση µε τη θέση κ και για τις δύο τιµές του ποτενσιόµετρου (100Κ και 1Κ). Εξηγείστε αυτό που παρατηρείτε. Στη συνέχεια σχεδιάστε το βρόχο υστέρησης του συγκριτή µε όλα τα στοιχεία του για τη θέση κ=0,5 και R P1 =1Κ. Βρόχος Υστέρησης
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 51 4α. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του µη αναστρέφοντα συγκριτή µε υστέρηση του σχήµατος 4-4 και να να εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) ηµιτονική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους U in =10V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =5V. Από τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό για τη θέση κ=0,5 (o παλµογράφος σε σύζευξη DC). Θέση P1 SET=0,5 Θέση P1 SET=0,8 Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V UTP = V UTP = V UTP = V UTP = V LTP = V LTP = V LTP = V LTP = V HYS = V HYS = V HYS = V HYS = R1 R2 22k 100k Vin +12V R3 1k P1 1K SET = 0.5 1 3 2 3 2 + - +12V 7 V+ V- 4 BIAS U1 TLC271 8 6 OUT 5 N2 1 N1 Vout 0 Σχήµα 4-4 : Μη αναστρέφων συγκριτής µε υστέρηση
52 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 53 4β. Nα εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) τριγωνική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους U in =10V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =5V. Να τοποθετηθεί ο παλµογράφος σε λειτουργία X-Y και είσοδοί του στο GND. Στην οθόνη τώρα εµφανίζεται µια κηλίδα (Spot) την οποία πρέπει να τοποθετήσετε στο κέντρο της οθόνης. Τοποθετείστε τις εισόδους στο DC και παρατηρείστε τη µεταβολή των κατωφλίων και της υστέρησης σε σχέση µε τη θέση κ του ποτενσιόµετρου. Εξηγείστε αυτό που παρατηρείτε. Στη συνέχεια σχεδιάστε το βρόχο υστέρησης του συγκριτή που εµφανίζεται στην οθόνη για τη θέση κ=0,5 µε όλα τα στοιχεία του. Βρόχος υστέρησης
54 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 5α. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του συγκριτή παραθύρου µε Τ.Ε. του σχήµατος 4-5 και να να εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) ηµιτονική κυµατοµορφή συχνότητας f=100 Hz,πλάτους U in =4V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =2,75V. Από τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατο- µορφές εισόδου και εξόδου (2V/div και στα δύο κανάλια) σε χρονικό συσχετισµό µε τον παλµογράφο σε σύζευξη DC. ίνονται : V D1 =V D2 =0,65V Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V out(high) = V out(high) = V UTP = V UTP = V out(low) = V out(low) = V LTP = V LTP = V WIN = V WIN = +12V +12V C1 0.1 κερ. R1 100K 3 2 +12V 7 8 6 U2 TLC271 D1 1N4148 R4 10K Vout R2 22K 4 1 5 +12V Vin 7 8 R3 22K 3 2 4 1 5 6 U1 TLC271 D2 1N4148 Σχήµα 4-5 : Συγκριτής παραθύρου µε τελεστικό ενισχυτή
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 55 Κυµατοµορφές
56 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 5β. Nα εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) τριγωνική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους V in =4V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =2,7V. Να τοποθετηθεί ο παλµογράφος σε λειτουργία X-Y και είσοδοί του στο GND. Στην οθόνη τώρα εµφανίζεται µια κηλίδα (Spot) την οποία πρέπει να τοποθετήσετε στο κέντρο της οθόνης. Τοποθετείστε τις εισόδους σε σύζευξη DC και σχεδιάστε το παράθυρο του συγκριτή που εµφανίζεται στην οθόνη µε όλα τα στοιχεία του. Παράθυρο συγκριτή
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 57 6α. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του συγκριτή παραθύρου του σχήµατος 4-6 και να εφαρµοσθεί στην είσοδο ηµιτονική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους U in =4V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =2,75V. Από τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου (2V/div και στα δύο κανάλια) σε χρονικό συσχετισµό µε τον παλµογράφοςσε σύζευξη DC. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V out(high) = V out(high) = V UTP = V UTP = V out(low) = V out(low) = V LTP = V LTP = V WIN = V WIN = +12V +12V C1 0.1 κερ. R1 100K 7 6 U1B LM339 1 R4 10K Vout R2 22K +12V Vin 5 4 3 U1A LM339 2 R3 22K 12 Σχήµα 4-6: Συγκριτής παραθύρου µε αναλογικό συγκριτή
58 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 59 6β. Nα εφαρµοσθεί στην είσοδο µε τη γεννήτρια συναρτήσεων (FG) τριγωνική κυµατοµορφή συχνότητας f=100hz, πλάτους U in =4V P-P και µε συνεχή συνιστώσα V DC =2,75. Να τοποθετηθεί ο παλµογράφος σε λειτουργία X-Y και είσοδοί του στο GND. Στην οθόνη τώρα εµφανίζεται µια κηλίδα (Spot) την οποία πρέπει να τοποθετήσετε στο κέντρο της οθόνης. Τοποθετείστε τις εισόδους στο DC και σχεδιάστε το παράθυρο του συγκριτή που εµφανίζεται στην οθόνη µε όλα τα στοιχεία του. Παράθυρο συγκριτή
60 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΛΕΥΚΗ ΣΕΛΙ Α
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 61 ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 5 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3 ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Τελεστικοί ενισχυτές 2 TLC271 Τρανζίστορ BJT 2N3904 Αντιστάσεις 1/4 Watt/ 1% Πυκνωτές 1Χ180Ω 15Χ100Κ 1X1K ποτ. mt 1Χ100pF 2X0,1µF κερ. 2Χ10Κ 1Χ150Κ 1X390pF C1 390pF Vt +12V 0.1 180Ω R Τάση ελέγχου Vc R1 100K 2 3 7 8 U1 TLC271 6 2 3 7 8 U2 TLC271 6 Vs Rp 1Κ mt R2 100Κ 4 1 5 4 1 5 R2 100Κ 0.5R1 50Κ +12V C2 R3 200K R3 200K 0.5R3 100K TR 2N3904 100pF R4 10K Σχήµα 5-1 : Πειραµατικό κύκλωµα ταλαντωτή ελεγχόµενου µε τάση (V.C.O)
62 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 5 η : ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΜΕ ΤΑΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του ταλαντωτή που ελέγχεται µε τάση του σχ.5-1 και ρυθµιστεί η τάση ελέγχου V C =1V ακριβώς. Να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές V s και V t σε χρονικό συσχετισµό, να συµπληρωθεί ο πίνακας και να σηµειωθούν οι παρατηρήσεις σας. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V s(p-p) = V s(p-p) = V UTP = V UTP = V t(p-p) = V t(p-p) = V LTP = V LTP = V OH =10,5V V OH = V HYS = V HYS = V OL = 0V V OL = t c = t c = V CEsat =25mV V CEsat = t d = t d = I c = I c = T= T= I d = I d = f = f = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 63
64 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 2. Να δοθούν τιµές V C από 0V έως 10V µε βήµα 1V και να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας τιµών. Με τα πειραµατικά αποτελέσµατα να παρασταθεί γραφικά η f(v C ) στους ίδιους ά- ξονες µε την θεωρητική γραφική παράσταση. Από τα αποτελέσµατα αυτά να υπολογιστεί το ελάχιστο και µέγιστο σφάλµα του ταλαντωτή. Αιτιολογείστε τα αποτελέσµατά σας. Η θεωρητική γραφική παράσταση να γίνει µε την κανονική σχέση και όχι µε την προσεγγιστική. V C 0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V f (θεωρ) f (πειρ)
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 65 3. Με την κατάλληλη συνδεσµολογία και ρυθµίσεις του παλµογράφου να σχεδιαστεί µε όλα τα στοιχεία του ο βρόχος υστέρησης του συγκριτή U 2 για V C =1V. Στη συνέχεια αυξήστε σιγάσιγά την τάση ελέγχου µέχρι τα 10V. Εξηγείστε αυτά που παρατηρείτε στο βρόχο υστέρησης.
66 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 4. Να διπλασιαστεί η αντίσταση R 2 που συνδέεται στην ακίδα 3 και GND του ολοκληρωτή. Για τάση ελέγχου V C =1V σχεδιάστε και σχολιάστε τις νέες κυµατοµορφές.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 67 5. Τοποθετείστε στο αρχικό κύκλωµα την ακίδα 8 του συγκριτή U 2 στην τάση τροφοδοσίας και σχεδιάστε τις κυµατοµορφές V s και V t σε χρονικό συσχετισµό. Εξηγείστε αυτά που παρατηρείτε στις κυµατοµορφές.
68 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 6. Να αντικατασταθεί η αντίσταση συλλέκτη του τρανζίστορ TR µε 10Κ και 150Κ αντίστοιχα και εξηγήσετε αυτά που παρατηρείτε.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 69 7. Να τροποποιηθεί το κύκλωµα του ολοκληρωτή όπως φαίνεται στο σχ. 5-2 και να υπολογιστεί η συχνότητα του ταλαντωτή για τάση ελέγχου V C =1V. Να σχολιαστούν οι διαφορές που παρατηρείτε σε σχέση µε το αρχικό κύκλωµα. C1 390pF +Vc R2 100Κ R1 66,66K R1 66,66K 2 3 7 8 U1 TLC271 6 4 1 5 0.5R2 50Κ TR 2N3904 R4 10K Σχήµα 5-2: τροποποιηµένο κύκλωµα ταλαντωτή ελεγχόµενου µε τάση (V.C.O.)
70 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 71 8. Να δοθούν τιµές V C από 0V έως 10V µε βήµα 1V και να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας τιµών. Με τα πειραµατικά αποτελέσµατα να παρασταθεί γραφικά η f(v c ) στους ίδιους ά- ξονες µε την θεωρητική γραφική παράσταση. Από τα αποτελέσµατα αυτά να υπολογιστεί το ελάχιστο και µέγιστο σφάλµα του ταλαντωτή. Αιτιολογείστε τα αποτελέσµατά σας. V C 0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V f (θεωρ) f (πειρ)
72 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 9. Να τοποθετηθεί η αντίσταση 0,5R 2 =100K στον τροποποιηµένο ταλαντωτή και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 73 10. Από τα αποτελέσµατα των µετρήσεών σας εξηγείστε ποια από τις δύο συνδεσµολογίες του ταλαντωτή V.C.O πλεονεκτεί.
74 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΛΕΥΚΗ ΣΕΛΙ Α
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 75 ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 6 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3 ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR L310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Χρονιστές 1 LM555 και 1 LMC555 ίοδος σήµατος 1 1N4148 Τρανζίστορ PNP 1 2Ν3906 και NPN 1 2N3904 ίοδος ζένερ 1 2,7V/250mW Αντιστάσεις 1/4 Watt/ 1% Πυκνωτές 2X220Ω 1Χ1Μ 1Χ1nF 1X27nF 1X1K 1X15M 1X10nF 1X0,1 µf κεραµ. 3Χ10Κ 1X10K ποτ. 2Χ22Κ 1X220K ποτ. 1Χ56Κ Vcc=+12V +12V C2 0.1µF/κερ. Πηγή ρεύµατος +12V 0V TR Ct 1nF Rt 10K D1 1N4148 4 2 5 R TRIG CVolt 8 VCC GND U1 555 Q DIS THR 3 7 6 R 22K Vout RL1 220Ω RL2 220Ω 1K 2,7V 250mW TR 2N3906 RV 10Κ 1 C1 10nF/κερ. C 27nF PIN 6,7,Cap.C (α) (β) Σχήµα 6-1 : Πειραµατικό κύκλωµα µονοσταθή πολυδονητή µε το 555
76 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 6 η : ΜΟΝΟΣΤΑΘΗΣ ΠΟΛΥ ΟΝΗΤΗΣ ΜΕ ΤΟ 555 Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του µονοσταθή πολυδονητή µε το 555 του σχήµατος 6-1 και να επαληθευτεί πειραµατικά η µόνιµη κατάσταση του κυκλώµατος. Στη συνέχεια να εφαρµοστεί στο κύκλωµα παλµός διέγερσης πλάτους V tr =12V, συχνότητας f=1khz µε DC=10%. Χωρίς να συνδέσετε φορτίο στην έξοδο να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές σκανδαλισµού, ακίδας 2, ακίδας 6 και 3 σε χρονικό συσχετισµό, και να συµπληρωθεί ο πίνακας. Όπου χρειάζεται να σχολιασθούν τα αποτελέσµατα. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t p = t p = V out = V out = V thr = V thr = V cvolt = V cvolt = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 77
78 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 2. Να αντικατασταθεί το διπολικό 555 (LM555) µε CMOS 555 (LMC555) και να επαναληφθεί η διαδικασία της προηγουµένης παραγράφου. Να σχολιασθούν τα αποτελέσµατα των µετρήσεων. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t p = t p = V out = V out = V thr = V thr = V cvolt = V cvolt =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 79 3. Να µειωθεί σιγά-σιγά το πλάτος του παλµού σκανδαλισµού V tr µέχρις ότου η έξοδος του πολυδονητή έρθει στη µόνιµη κατάσταση και να σηµειωθεί αυτό το πλάτος. Η διαδικασία να γίνει και για τους δύο τύπους του 555. Ποια είναι τα συµπεράσµατά σας;
80 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 4. Να συνδεθεί το φορτίο R L1 και R L2 και να σηµειωθούν οι τιµές V OH και V OL και στις δύο περιπτώσεις. Σχολιάστε τα αποτελέσµατα των µετρήσεών σας. Για το φορτίο R L1 (Sink) Για το φορτίο R L2 (Source) Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V OH = V OH = V OH = V OH = V OL = V OL = V OL = V OL =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 81 5. Να αποσυνδεθεί ο πυκνωτής C 1 και να συνδεθεί η ακίδα 5 δια µέσου αντίστασης 10K σε τάση +V C. Να υπολογιστούν, η τάση στην ακίδα 5 και η διάρκεια παλµού εξόδου, για τις τιµές που φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Να σχολιασθούν τα αποτελέσµατά σας. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V C =2V V pin5 = t P = V C =2V V pin5 = t P = V C =4V V pin5 = t P = V C =4V V pin5 = t P = V C =6V V pin5 = t P = V C =6V V pin5 = t P = V C =8V V pin5 = t P = V C =8V V pin5 = t P = V C =10V V pin5 = t P = V C =10V V pin5 = t P = V C =12V V pin5 = t P = V C =12V V pin5 = t P =
82 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 6. Να αντικατασταθεί το διπολικό 555 µε CMOS 555. Να συνδεθεί στην τώρα στην ακίδα 5 και κοινό ροοστάτης 220Κ. Να υπολογιστούν οι τιµές της διάρκειας του παλµού εξόδου για τιµές κ από µηδέν έως ένα µε βήµα 0,2 και να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Να σχολιασθούν τα αποτελέσµατά σας. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή κ=0,0 V pin5 = t P = κ=0,0 V pin5 = t P = κ=0,2 V pin5 = t P = κ=0,2 V pin5 = t P = κ=0,4 V pin5 = t P = κ=0,4 V pin5 = t P = κ=0,6 V pin5 = t P = κ=0,6 V pin5 = t P = κ=0,8 V pin5 = t P = κ=0,8 V pin5 = t P = κ=1,0 V pin5 = t P = κ=1,0 V pin5 = t P =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 83 7. Να τοποθετηθεί αντίσταση 22Κ παράλληλα προς τον πυκνωτή C και να αιτιολογηθούν τα αποτελέσµατα στο κύκλωµα. Να επαναληφθεί η διαδικασία για αντίσταση 56Κ. Κυµατοµορφές
84 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 8. Να αποσυνδεθεί η αντίσταση R και να στη θέση της να συνδεθεί η πηγή ρεύµατος του σχήµατος 6-9β αφού πρώτα υπολογισθεί και τοποθετηθεί η τιµή της αντίστασης RV set για διάρκεια παλµού εξόδου t p ίση µε τον χρόνο της παραγράφου 1. Στη συνέχεια να επαναληφθεί η διαδικασία της παραγράφου 1. Εξηγείστε τις διαφορές καθώς τα πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα των δύο κυκλωµάτων. ίνεται για το τρανζίστορ της πηγής ρεύµατος ότι h FE =180. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t p = t p = V out = V out = RV set = RV set = V cvolt = V cvolt = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 85
86 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΛΕΥΚΗ ΣΕΛΙ Α
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 87 ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 7 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3 ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Χρονιστές BJT 1 LM555 και C-MOS 1 LMC555 ίοδοι σήµατος 2 1N4148 Τρανζίστορ JFET 2 2N3819 Αντιστάσεις 1/4 Watt/ 1% Πυκνωτές 3X1Κ 2Χ47Κ 1Χ1nF πολυστερίνης 2Χ10Κ 2X100K 2X10nF πολυστερίνης 1Χ47Κ ποτ. τρίµερ 2X100K ποτ. τρίµερ 1Χ0,1µF κερ. Vcc=+12V 8 U1 555 R1 47K+1K C3 0.1µF κερ. 4 R VCC Q 3 Vout 2 TRIG DIS 7 5 CVolt GND THR 6 R2 47K+1K 1 C2 10nF C1 10nF Σχήµα 7-1 : Πειραµατικό κύκλωµα ασταθή πολυδονητή µε το 555
88 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 7 η : ΑΣΤΑΘΗΣ ΠΟΛΥ ΟΝΗΤΗΣ ΜΕ ΤΟ 555 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του ασταθή πολυδονητή µε το διπολικό 555 του σχήµατος 7-1 και να σχεδιαστούν σε χρονικό συσχετισµό οι κυµατοµορφές στις ακίδες 3, 2 και 7 µε όλα τα στοιχεία που τις καθορίζουν. Να επαναληφθεί ή ίδια διαδικασία µε το C-MOS 555, και να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Να γίνει σύγκριση και αιτιολόγηση των σφαλµάτων συχνότητας για τις δύο τιµές των πυκνωτών και τις δύο οικογένειες των ολοκληρωµένων κυκλωµάτων µε την µετρηθείσα µε τη γέφυρα L-C-R τιµή του πυκνωτή χρονισµού. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή BJT 555 BJT 555 C-MOS 555 C-MOS 555 C 1 =10nF C 1 =1nF C 1 =10nF C 1 =1nF C 1 =10nF C 1 =1nF C 1 =10nF C 1 =1nF t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= f= f= f= f= f= f= f= f= Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 89
90 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 2. Με κατάλληλη συνδεσµολογία δύο διόδων σήµατος 1N4148 στο κύκλωµα του πειράµατος να πετύχετε κύκλο εργασίας 50%. Να σχεδιαστούν οι νέες κυµατοµορφές και να σχολιασθεί το αποτέλεσµα. ίνεται V D =0,6V. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t 1 = t 1 = f= f= t 2 = t 2 = DC%= DC%= T= T= V Cvolt = V Cvolt =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 91 3. Να τροποποιηθεί το κύκλωµα όπως φαίνεται στο σχήµα 7-2. Να υπολογιστεί η τιµή του ροοστάτη R V1 για να έχουµε κύκλο εργασίας 50%. Να γίνει το πειραµατικό κύκλωµα και να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t 1 = t 1 = f= f= t 2 = t 2 = DC%= DC%= T= T= R V1(set) = R V1(set) = +12V R1 47k+1k 8 U1 555B R5 1k C4 0.1uF 0 RV1 47k 2 4 5 6 7 VCC TRIGGER RESET OUTPUT CONTROL THRESHOLD DISCHARGE GND 3 Vout 1 C1 10n R2 10k 0 Σχήµα 7-2
92 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 93 4. Να συνδεθεί αντίσταση 10Κ από την ακίδα 5 στην τροφοδοσία. Από τα αποτελέσµατα των µετρήσεων να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t 1 = t 1 = f= f= t 2 = t 2 = DC%= DC%= T= T= V cvolt = V cvolt =
94 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 5. Να επαναληφθεί η διαδικασία της προηγούµενης παραγράφου µε το C-MOS 555 και αντίσταση από την ακίδα 5 στην τροφοδοσία 100Κ. Να συγκριθούν τα αποτελέσµατα των µετρήσεων για τους δύο τύπους του 555 και να σχολιασθούν οι διαφορές τους. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t 1 = t 1 = f= f= t 2 = t 2 = DC%= DC%= T= T= V cvolt = V cvolt =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 95 6. Να τροποποιηθεί το κύκλωµα όπως φαίνεται στο σχήµα 7-3. Να συµπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας και να αιτιολογηθούν οι διαφορές τους. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή BJT 555 BJT 555 C-MOS 555 C-MOS 555 C 1 =10nF C 1 =1nF C 1 =10nF C 1 =1nF C 1 =10nF C 1 =1nF C 1 =10nF C 1 =1nF t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 1 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = t 2 = Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= Τ= f= f= f= f= f= f= f= f= +12V C4 0.1uF R1 47k+1k R2 47k+1k 2 4 5 6 7 8 VCC TRIGGER RESET OUTPUT CONTROL THRESHOLD DISCHARGE GND U1 555B or 555C 3 0 Vout 1 C1 10n C2 10n 0 Σχήµα 7-3
96 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 97 7. Να υπολογιστεί η τιµή της τάσης V C που πρέπει να εφαρµοστεί στην ακίδα 5 δια µέσου αντίστασης 10Κ προκειµένου να πετύχουµε κύκλο εργασίας 50%. Θεωρητική τιµή V c = V c = t 1= t 1= t 2 = t 2 = T= T= DC= DC= Πειραµατική τιµή
98 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 8. Να συνδεσµολογηθεί το κύκλωµα του σχήµατος 7-4. Να υπολογιστούν οι τιµές RV1 SET και RV2 SET, όταν στην έξοδο θέλουµε να έχουµε συχνότητα f=1κηz µε DC=50%. Να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εξόδου (ακίδα 3) και πυκνωτή χρονισµού (ακίδα 2,6) σε χρονικό συσχετισµό και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. Για το JFET 2N3819 δίνεται : I DSS =12mA,, V P =-2,9V. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή t 1 = t 1 = DC% = DC% = t 2 = t 2 = RV1 SET = RV1 SET = T= T= RV2 SET = RV2 SET = f = f = V out = V out = +12V J1 J2N3819 RV1 100k R1 1k J2 J2N3819 RV2 R2 2 4 5 6 7 8 1 U1 555B VCC TRIGGER RESET OUTPUT CONTROL THRESHOLD DISCHARGE GND 3 R4 1k C4 0.1uF 0 Vout 100k 1k C2 10n C1 10n 0 Σχήµα 7-4
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 99 ΑΣΚΗΣΗ 8 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3 ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ Τελεστικοi ενισχυτές 1 LF411 και 1 LM301A Ζένερ 2 4,3V/250mW ίοδοι 8 1Ν4148 Αντιστάσεις 1/4 Watt / 1% 1X560Ω 4Χ100K 1X1nF πολυστ. 1X1K 1X1K ποτ. mt 2Χ100nF κεραµ. 3Χ4,7Κ 1X22K τρίµερ 3Χ10Κ 1X100K τρίµερ Πυκνωτές R2 +15V 100nF 100nF -15V 10K R3 Vsqr 10K+10K C1 Vtrg 3 2 +15V 7-15V 4 1 U1 LM301A 5 6 R4 560Ω DZ1 4.3V/250mW DZ2 4.3V/250mW P1 1K mt R1 100K 2 3 +15V 4 7 1-15V 1nF U2 LF411 5 6 D1 D1-D6 1N4148 P2 22K TR D2 RV1 R5 1K Vsin D3 D5 D4 D6 100K TR Σχήµα 8-1: Πειραµατικό κύκλωµα γεννήτριας συναρτήσεων (F.G.)
100 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΗ 8 η : ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ (FG) ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα της γεννήτριας συναρτήσεων (FG) του σχ. 8-1και να τοποθετηθεί ο δροµέας του ποτενσιόµετρου στη θέση κ=0,5. Αποσυνδέστε το R V1 και µε το ποτενσιόµετρο P 2 να ρυθµιστεί η γεννήτρια στο µέγιστο απαραµόρφωτο ηµιτονικό πλάτος. Στη συνέχεια συνδέστε το R V1 και µ αυτό ρυθµίστε την κορυφή του ηµίτονου για την µικρότερη και πάλι αρµονική παραµόρφωση Mε τις µετρήσεις σας να συµπληρωθεί ο πίνακας και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές V sqr, V trq και V sin σε χρονικό συσχετισµό µε όλα τα στοιχεία που τις καθορίζουν. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Ι C = Ι C = t D = t D = Ι D = Ι D = T= T= V UTP = V UTP = f= f= V LTP = V LTP = V sqr = V sqr = V HYS = V HYS = V trq = V trq = t C = t C = V sin = V sin = Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 101
102 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 2. Να παρασταθεί γραφικά η f(κ) από τις τιµές του παρακάτω πίνακα και να σηµειωθούν οι παρατηρήσεις σας. κ θεωρ. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 f θεωρ. f πειρ.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 103 3. Να τοποθετηθεί παράλληλα προς την αντίσταση R 1 δίοδος σήµατος 1Ν4148 µε την άνοδο στη µεσαία λήψη του P 1 και να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές εξόδου του συγκριτή και ολοκληρωτή σε χρονικό συσχετισµό, για τη θέση κ=0,5 του P 1. Να υπολογιστεί η συχνότητα και το πλάτος αυτών των κυµατοµορφών και να συγκριθούν µε τις πειραµατικές τιµές. Να σχολιάσετε το αποτέλεσµα αυτής της συνδεσµολογίας. ίνονται: V D =0,58V και I D =0,61mA. Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή Θεωρητική τιµή Πειραµατική τιµή V trq = V trq = T= T= V sqr = V sqr = f= f= Κυµατοµορφές
104 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 4. Να τροποποιηθεί το κύκλωµα έτσι ώστε η τετραγωνική κυµατοµορφή να έχει DC=33,33% µε το ίδιο πλάτος και την ίδια συχνότητα εξόδου. Να σηµειωθούν οι υπολογισµοί σας και να σηµειωθούν τα πειραµατικά σας αποτελέσµατα. ίνεται η πτώση τάσης των διόδων σήµατος πυριτίου V D = 0,45V. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 105 5. Να αποσυνδεθεί το άκρο του P 2 που συνδέεται στη γείωση και να εξηγηθεί το αποτέλεσµα στην ηµιτονική κυµατοµορφή.
106 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 6. Να αποσυνδεθεί η αντίσταση R 3 από το κοινό σηµείο R 4, P 1, DZ 1 και να συνδεθεί στην έ- ξοδο του συγκριτή U1 και για τη θέση του ποτενσιόµετρου κ=0,5 να σχεδιαστούν οι κυµατο- µορφές εξόδου. Να συγκριθούν και να σχολιασθούν τα αποτελέσµατα σε σχέση µ αυτά της παραγράφου 1. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 107 7. Να αποσυνδεθούν οι δίοδοι ζένερ από το κύκλωµα, να ρυθµισθεί ο σχηµατοποιητής για το καλύτερο ηµίτονο και να σηµειωθούν οι παρατηρήσεις σας. Πρέπει να αναφερθείτε σε όλες τις κυµατοµορφές.
108 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 8. Ποια θα είναι τα αποτελέσµατα στη γεννήτρια συναρτήσεων αν σε σειρά µε την αντίσταση R 3 συνδεθεί δίοδος 1Ν4148 µα την κάθοδο στην αντίσταση R 4. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 109 9. Ποια θα είναι τα αποτελέσµατα στη γεννήτρια συναρτήσεων όταν η αντίσταση R 3 αποσυνδεθεί από το κοινό σηµείο R 4, P 1, DZ 1 και συνδεθεί στη µεσαία λήψη του ποτενσιόµετρου P1. Να µεταβληθεί η τιµή κ του ποτενσιόµετρου και να παρατηρηθούν οι κυµατοµορφές. Να σχολιασθούν τα αποτελέσµατα.
110 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 10. Ποια είναι η βλάβη στη γεννήτρια συναρτήσεων όταν έχουµε τις παρακάτω τις παρακάτω κυµατοµορφές εξόδου. Αιτιολογείστε την απάντησή σας.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 111 ΑΣΚΗΣΗ 9 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3 ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR L310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ IC Sample & Hold 1 LF398 Τελεστικός ενισχυτής 1 LM741 Αντιστάσεις 1/4 Watt / 1% Πυκνωτές 4X10K 1Χ10pF 1X39K 1X1nF πολυστερίνης 1X3.3M 2Χ0,1µF κεραµικοί 1X10K ποτ. +15V 10K R1 P1 10K 3 2 +15V 7 U1 LM741 6 +15V -15V 0.1µF 1 4 0.1µF U2 LF398 R2 10K -15V -15V 39K 4 1 5 +5V Sample Uin 3 8 7 5 6 Ch 1nF Uout RL 10K 10K 0V Hold Γεννήτρια παλµών (PG) S/H Σχήµα 9-1 : Πειραµατικό κύκλωµα δειγµατισµού και συγκράτησης (S/H)
112 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ Όνοµα Επώνυµο Κ.Α.Σ. Εργ. Τµήµα Οµάδα Ηµεροµηνία ΑΣΚΗΣΗ 9 η : ΚΥΚΛΩΜΑ ΕΙΓΜΑΤΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΑΤΗΣΗΣ (S/H) Σφραγίδα - Υπογραφή Καθηγητή Εργαστηρίου ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ 1. Να συνδεσµολογηθεί το πειραµατικό κύκλωµα του κυκλώµατος δειγµατισµού και συγκράτησης του σχ. 9-1. Ρυθµίστε τον δροµέα του ποτενσιόµετρου P 1 για τάση εισόδου U in =+10V και τη γεννήτρια παλµών για διάρκεια παλµού t p =10µs και περίοδο T=0,5ms. Με το ψηφιακό βολτόµετρο 4&1/2 ψηφ µετρείστε και σηµειώστε την τάση εξόδου. Να επαναληφθεί η ίδια διαδικασία για τάση εισόδου U in =-10V.
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 113 2. Να ρυθµιστεί η τάση εισόδου U n =+10V και να τοποθετηθεί παράλληλα προς τον πυκνωτή συγκράτησης αντίσταση 3,3MΩ. Να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές του παλµού ελέγχου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό. Να σχολιαστεί το αποτέλεσµα. Κυµατοµορφές
114 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 3. Να τοποθετηθεί η γεννήτρια παλµών σε λειτουργία µοναδιαίου παλµού (one shoot ή man) και πατώντας µία φορά το πλήκτρο man ή one shoot ή push παρατηρείστε µε τον παλ- µογράφο την έξοδο U out για τάση εισόδου U in =+10V. Στη συνέχεια πατήστε πάλι το πλήκτρο man και µετρείστε το χρόνο που κάνει η τάση εξόδου να πέσει από την αρχική της τιµή στη µισή. Αυτή η διαδικασία να επαναληφθεί 5 φορές, να σηµειωθεί ο µέσος όρος του αποτελέσµατος. Ποια είναι τα συµπεράσµατά σας από τη σύγκριση των χρόνων (Ο υπολογισµός της απώλειας δυναµικού ανά λεπτό να γίνει µε την τυπική τιµή του I l ). Θεωρητικός λόγος κλίσης για C h =1µF Πειραµατικός λόγος κλίσης για C h =1µF V/min = V/min =
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 115 4. Να τοποθετηθεί η γεννήτρια παλµών σε περίοδο T=20ms µε την ίδια διάρκεια παλµού και ο πυκνωτής C h =10pF. Να σχεδιαστούν οι κυµατοµορφές του παλµού ελέγχου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό. Κυµατοµορφές
116 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 5. Να αποσυνδεθούν το ποτενσιόµετρο 10Κ και οι αντιστάσεις 10Κ από την είσοδο του µη αναστερέφοντα ενισχυτή µε τον Τ.Ε. 741 και στην είσοδό του (ακίδα 3) να συνδεθεί η γεννήτρια συναρτήσεων (FG). Να ρυθµιστεί το πλάτος της έτσι ώστε στην είσοδο του LF398 (ακίδα 3) να έχουµε ηµιτονικό σήµα U in =10V P-P µε συχνότητα100hz. Η γεννήτρια παλµών (PG) να ρυθµιστεί για συχνότητα 2KHz µε την ίδια διάρκεια παλµού Τ W =10 µs). Να σχεδιαστούν οι κυ- µατοµορφές εισόδου U in και εξόδου που παρατηρείτε στον παλµογράφο σε χρονικό συσχετισµό µε όλα τα χαρακτηριστικά τους. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 117 6. Να µετρηθεί πειραµατικά µε τη συνδεσµολογία της προηγούµενης παραγράφου το µέγιστο πλάτος του σήµατος εισόδου που µπορεί να δειγµατοληφθεί από το κύκλωµα. Επίσης ποια είναι η µέγιστη και ελάχιστη συχνότητα εισόδου που µπορούν να δειγµατοληφθούν µε τον ίδιο παλµό ελέγχου;
118 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 7. Να εφαρµοστεί στην είσοδο του κυκλώµατος δειγµατισµού και συγκράτησης σήµα U in =2+1sin628t από το οποίο θέλουµε να έχουµε 10 δείγµατα ανά περίοδο µε χρόνο συγκράτησης t H = 900µs. Να σχεδιαστούν τα σήµατα εισόδου και εξόδου σε χρονικό συσχετισµό. Κυµατοµορφές
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 119 8. Το κύκλωµα δειγµατοληψίας του πειράµατος πρόκειται να οδηγήσει µετατροπέα αναλογικού σήµατος σε ψηφιακό (A/D) ο οποίος έχει τάση πλήρους κλίµακας FS=1V µε διακριτικότητα 12 bits. Να υπολογιστεί ο µέγιστος χρόνος συγκράτησης t H του κυκλώµατος για να µην εισάγεται σφάλµα στην µετατροπή του αναλογικού σήµατος σε ψηφιακό. Να γίνει το πειραµατικό κύκλωµα και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα.
120 ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ ΛΕΥΚΗ ΣΕΛΙ Α
ΤΕΤΡΑ ΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙΙ 121 ΟΡΓΑΝΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 10 η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Παλµογράφος διπλού ίχνους 0-40MHz Cursor Readout HAMEG HM407 Ψηφιακό πολύµετρο πάγκου 4½ ψηφίων TOPWARD DM1330 Ψηφιακό πολύµετρο φορητό 3 ψηφίων ESCORD EDM169S Ψηφιακή γέφυρα L-C-R φορητή ESCORD - ECL130 Τροφοδοτικό σταθεροποιηµένο 2X0-32V/1A, +5V/1,5A THURLBY THANDAR PL310QMT Γεννήτρια συναρτήσεων 1Hz 2MHz TOPWARD - FG8120 Γεννήτρια παλµών 10Hz 2MHz THURBLY THANDAR TPG110 ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗΣ IC Μετατροπέας 1 DAC0808 Τελεστικός ενισχυτής 1 LF411 Ρυθµιστής τάσης 1 MC78L05 Αντιστάσεις 1/4 Watt / 1% Πυκνωτές 3X1K 4X10.0K 4X0,1µF κεραµ. 2X1,5K 8X10K πολλαπλή 1X1µF/16V τανταλίου +15V MC78L05 (ΚΑΤΩ ΟΨΗ) Ro 5.0K 8 7 6 5 4 3 2 1 RESPACK 8X10K 5 6 7 8 9 10 11 12 msba1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 lsba8 13 Vcc GND U1 DAC0808 Iout Vrf(-) Vrf(+) COMP Vee 4 15 14 16 3 INPUT COMMON R15 1K+1.5K 0.1µF OUT Iref Io R14 1K+1.5K U2 LF411 2 3 1 +15V 7 4-15V 0.1µF 0.1µF 8 6 5 Vo OFF ON 9 10 11 12 13 14 15 16 SW-DIP8 2-15V +Vref 0.1µF 1 +5V GND 2 Vin 3 U3 MC78L05CP +15V 1µF/16V τανταλί ου Σχήµα 10-1 : Πειραµατικό κύκλωµα µετατροπέα DAC0808