praca-magisterska-wa-c-7612

Uniwersytet Śląski
Pracownia Elektroniczna
Instytut Fizyki
Sprawozdanie z laboratorium elektroniki
Ćwiczenie nr 5.
Temat:
Badanie przerzutnika Schmitta.
Szukasz gotowej pracy ?
To pewna droga do poważnych kłopotów.
Plagiat jest przestępstwem !
Nie ryzykuj ! Nie warto !
Powierz swoje sprawy profesjonalistom.
1. Przerzutnik Schmitta.
Przerzutnik Schmitta jest to układ dwóch tranzystorów T1, T2, w których między
kolektorem tranzystora T1 a bazą T2 wprowadzono sprzężenie przez oporowy dzielnik
napięcia R1R2, drugim zaś elementem sprzężenia zwrotnego jest wspólny opornik emiterowy
Re. Stan początkowy układu przy zerowej wartości napięcia wejściowego jest taki, że
przewodzi tranzystor T2, zaś tranzystor T1 jest zablokowany; wynika to ze sposobu
polaryzowania baz tych tranzystorów, gdyż baza tranzystora T1 jest ujemnie polaryzowana
przez spadek napięcia na oporniku Re, baza zaś tranzystora T2 - dodatnio przez oporniki R1,
R2. Wartość napięcia wyjściowego (napięcie kolektorowe tranzystora T2) jest w stanie
spoczynkowym mała, gdyż tranzystor ten pracuje w stanie nasycenia, a spadek napięcia na
oprniku jest niewielki. Jeżeli napięcie wejściowe narasta w sposób liniowy, to początkowo nie
powoduje to żadnych zmian w układzie, gdyz tranzystor T1 jest nadal zablokowany ujemnym
napięciem bazy (dopóki uwe < od Ure) prąd ic1 pojawia się dopiero wtedy, gdy uwe> Ure, rośnie
on początkowo liniowo, równoczesnie obniża się liniowo napięcie kolektora Uce1, ta zmiana
napięcia przenosi się na bazę tranzystora T2 przez dzielnik R1R2, jednakże tranzystor T2 trwa
dalej w stanie nasycenia i jego prąd ic2 nie ulega zmianie. Przy dalszym wzroście napięcia
wejściowego następuje takie obniżenie napięcia bazy Ube2, że tranzystor T2 wychodzi z
nasycenia i wchodzi w obszar aktywny; w tym momencie oba tranzystory znajdują się w
stanie aktywnym, czyli ich wzmocnienia stają się duże i zostaje spełniony warunek
niestabilności układu ku u >> 1. Dodatnie sprzężenie powoduje gwałtowny przeskok układu,
prąd ic1 szybko rośnie, prąd ic2 równocześnie maleje do zera, odpowiednio zmieniają się także
skokowo napięcia kolektorowe obu tranzystorów. Dalszy wzrost napięcia wejściowego nie
powoduje już większych zmian w rozpływie prądu, jedynie dojście tranzystora T1 do stanu
nasycenia.
Szukasz gotowej pracy ?
To pewna droga do poważnych kłopotów.
Plagiat jest przestępstwem !
Nie ryzykuj ! Nie warto !
Powierz swoje sprawy profesjonalistom.
Rys. A Przerzutnik Schmitta.
Szukasz gotowej pracy ?
To pewna droga do poważnych kłopotów.
Plagiat jest przestępstwem !
Nie ryzykuj ! Nie warto !
Powierz swoje sprawy profesjonalistom.
Jeżeli napięcie wejściowe będzie się zmieniać w odwrotnym kierunku (a więc będzie liniowo
opadać), to zajdą podobne przebiegi o przeciwnym znaku, czyli nastąpi przeskok układu,
powodujący zablokowania tranzystora T1 i przepływ prądu tranzystora T2; przeskok następuje
jednak przy innej nieco wartości napięcia wejściowego niż w poprzednim przypadku co
wskazuje na istnienie niejednoznaczności charakterystyki; charakterystyka układu u2 = f(uwe)
ma przebieg typowego układu przekaźnikowego ze strefą nieczułości, przy czym jest to
przekaźnik sterowany napięciowo. Przerzutnik Schmitta bywa często stosowany do
przetwarzania napięcia sinusoidalnego na impulsy prostokątne o tej samej częstotliwości.
2. Opracowanie uzyskanych wyników.
25
20
Iwe[mA]
15
10
5
0
0
0,2
0,4
0,6
1
0,8
1,2
1,4
Uwe[V]
Wykres A. Charakterystyka wejściowa przerzutnika Schmitta.
Szukasz gotowej pracy ?
To pewna droga do poważnych kłopotów.
Plagiat jest przestępstwem !
Nie ryzykuj ! Nie warto !
Powierz swoje sprawy profesjonalistom.
1,6
1,8
4,5
4
3,5
Uwe1 Uwe2 [V]
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R[k]
Wykres B. Przebieg napięcia przerzutu i powrotu przerzutnika w funkcji rezystancji szeregowej źródła
polaryzującego.
3. Porównanie przerzutnika Schmitta i diody tunelowej pod względem wytwarzania
ujemnej rezystancji.
Szukasz gotowej pracy ?
To pewna droga do poważnych kłopotów.
Plagiat jest przestępstwem !
Nie ryzykuj ! Nie warto !
Powierz swoje sprawy profesjonalistom.
Rys. B Charakterystyki statyczne diody tunelowej (z lewej strony) i przerzutnika Schmitta (z prawej strony) z
różnymi rezystancjami obciążenia.
Analizując charkterystykę nieliniową diody tunelowej, która na rysunku została
uzupełniona prostymi obciążeniami dla dwóch przypadków: R`> -rd oraz R``< -rd zauważamy,
że dla pierwszego przypadku możliwe są trzy punkty pracy P, Q oraz S co wskazuje na
niejednoznaczność rozwiązania i niestabilność. W drugim przypadku tylko punkt pracy Q jest
możliwy i układ jest stabilny. Mała rezystancja obciążenia zapewnia stabilność, duża zaś
powoduje niestabilność. Układ więc jest stabilny zwarciowo. Dioda tunelowa reprezentuje
ujemną rezystancję uzależnioną napięciowo popularnie nazywaną ujemną rezystancją typu N.
Przerzutnik Schmitta może być traktowany jako ujemna rezystancja uzależniona
prądowo popularnie nazywana ujemną rezystancją typu S. Powstanie ujemnej rezystancji jest
wynikiem istnienia wewnatrz układu dwóch tranzystorów składowych pnp oraz npn,
połączonych w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego. Analizując charakterystykę (patrz.
rys.) zauważamy, że realizując punkt pracy przy użyciu obciążenia o małej rezystancji R`,
otrzymujemy trzy rozwiązania, P, Q oraz S i układ niestabilny. Tylko w przypadku dużej
rezystancji obciążenia R`` jest możliwe jednoznaczne określenie punktu pracy. Układ jest
więc stabilny rozwarciowo.
Szukasz gotowej pracy ?
To pewna droga do poważnych kłopotów.
Plagiat jest przestępstwem !
Nie ryzykuj ! Nie warto !
Powierz swoje sprawy profesjonalistom.