Материал: Лаб работы (методичка)

1.3. Оценка нагрузочной способности ЛЭ

Установите входное напряжение равным паспортному значению логического нуля Uвх = U 0 = 0,4 В и, устанавливая последовательно резисторы Rн= 10 кОм; 3,3 кОм; 1 кОм; 560 Ом и 100 Ом, определяйте и записы-

вайте в табл. 10.2 значения выходного напряжения Uвых, соответствующие логической единице.

По данным табл. 10.2 на графике 10.2 постройте зависимость Uвых от Rн. С помощью графика определите минимальное значение сопротивления нагрузки Rн мин, при котором выходное напряжение уменьшается до паспортного значения логической единицы Uвых = U 1 = 2,4 В.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ЛЭ

Для проверки и настройки оборудования на переменном токе соберите схему, приведенную на рис. 10.3, соединив перемычкой точки А и В.

Включите генератор импульсов и установите максимальный размах его выходных импульсов. Включите осциллограф, настройте его и получите устойчивые осциллограммы импульсов по обоим каналам. Удалите перемычку между точками А и В.

Рис. 10.3

Следует иметь в виду, что время задержки базового ЛЭ ТТЛ достаточно мало, поэтому его сложно точно измерить с помощью имеющегося в лабораторной установке осциллографа. Для уменьшения погрешности измерения целесообразно включить последовательно все четыре ЛЭ, собранные в микросхеме, и измерить суммарную задержку на четыре ЛЭ.

Соберите схему, приведенную на рис. 10.4. Соедините перемычками точку А со входом схемы, а точку В – с ее выходом. Получите на экране осциллографа устойчивые осциллограммы входного и выходного импульсов и

41

измерьте времена задержки выходного импульса относительно входного при переключении выходного напряжения соответственно из логической

единицы в ноль tзд1,0 и из ноля в единицу tзд0,1. Поскольку указанные времена задержки измеряются на уровне половины логического перепада Uл = U1 - U0, оба импульса следует совместить таким образом, чтобы центральная горизонтальная ось делила бы их пополам, и измерять времена задержки именно на уровне центральной горизонтальной оси.

На графике 10.3 нарисуйте осциллограммы входного и выходного импульсов и укажите на них интервалы времени, соответствующие tзд1,0

и tзд0,1.

Рис. 10.4

Рассчитайте среднее время задержки распространения сигнала в интегральной схеме t зд ср = 0,5 (tзд1,0 + tзд0,1). Разделив эту величину на четыре, получите время задержки в одном ЛЭ и сравните его с паспортнымзначением.

42

Лабораторная работа 11

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ОПТРОНА Цель работы

1.Освоить методику экспериментального исследования оптронов.

2.Исследовать статические характеристики оптрона.

3.Измерить параметры, характеризующие инерционность работы

оптрона.

Подготовка к выполнению работы

1.Изучите разделы курса, посвященные оптронам, их устройству, основным характеристикам и параметрам [4, п. 14.5].

2.Изучите порядок выполнения работы и подготовьте протокол для

еевыполнения.

Порядок выполнения работы 1. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТРОНА

1.1. Исследование входной характеристики

Соберите схему, приведенную на рис. 11.1. В работе исследуется оптрон (оптопара) «светодиод – фототранзистор», обозначение выводов которого показаны на рис. 11.2. В данном оптроне фототранзистор не имеет внешнего вывода базы, однако существуют другие виды оптронов, у которых база фототранзистора имеет отдельный вывод.

Рис. 11.1

Рис. 11.2

43

С помощью источника питания E2 установите напряжение на выходе оптрона Uвых = 10 В. Увеличивая с помощью источника питания E1 напряжение на входе оптрона Uвх, снимите зависимость входного тока Iвх от напряжения Uвх (при этом проследите, чтобы выходной ток Iвых не пре-

вышал максимально допустимого значения Iвых макс = 20 мА); значения измеряемых величин записывайте в табл. 11.1 и одновременно отмечайте точки на графике 11.1.

Таблица 11.1

Uвх В

Iвх мА

1.2.Исследование семейства выходных характеристик

Спомощью источника питания E1 установите ток Iвх = 8 мА. Уменьшая выходное напряжение Uвых от 10 В до нуля, снимите зави-

симость выходного тока Iвых от напряжения Uвых; значения измеряемых величин записывайте в табл. 11.2 и одновременно отмечайте точки на гра-

фике 11.2.

Аналогичным образом снимите выходные характеристики для входных токов Iвх = 6 мА и Iвх = 4 мА. Значения измеряемых величин записывайте в табл. 11.3 и 11.4, характеристики постройте на графике 11.2.

Таблица 11.2 (11.3 и 11.4)

Uвых В

Iвых мА

1.3.Исследование передаточной характеристики

Спомощью вольтметра установите напряжение источника питания E2 = 5 В и не изменяйте его до окончания работы.

Соберите схему, приведенную на рис. 11.3.

Рис. 11.3

44

Увеличивая напряжение на входе оптрона Uвх от 0 до 5 В, снимите

зависимость выходного напряжения Uвых от Uвх; значения измеряемых величин записывайте в табл. 11.5 и одновременно отмечайте точки на графике 11.3.

Таблица 11.5

Uвх В

Uвых В

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТРОНА В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ

Соберите схему, приведенную на рис. 11.4, установите частоту следования импульсов fг = 1 кГц.

Рис. 11.4

Установив переключатели входов каждого из каналов осциллографа в нижнее положение (DС – открытый вход) и увеличивая сигнал генератора, получите на экране осциллограммы входного и выходного импульсов. Оцените фазовые соотношения между импульсами. Для удобства проведения измерений инвертируйте фазу выходного импульса.

Увеличивая частоту следования импульсов fг до 10–40 кГц, проследите за изменением формы импульсов. Зафиксируйте частоту, при которой наглядно наблюдаются задержки фронтов выходного импульса относительно входного.

Изменяя напряжение входного сигнала, получите на экране форму выходного импульса, при которой можно наглядно увидеть интервалы

времени, соответствующие временам задержки фронта tз, нарастания фрон-

та tф, рассасывания tр и спада (среза) импульса tс.

Установите размах импульсов, равный пяти клеткам, и совместите импульсы на экране. На графике 11.4 нарисуйте осциллограммы входного и выходного импульсов и отметьте на них интервалы, соответствующие указанным временам.

С помощью осциллографа определите значения времен tз, tф, tр и tс. По уровню половины логического перепада определите среднее время за-

45