Politechnika Białostocka

Podobne dokumenty
Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka

LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Modulatory PWM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

Politechnika Białostocka

Badanie przerzutników astabilnych i monostabilnych

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

ELEKTRONIKA. Generatory sygnału prostokątnego

Politechnika Białostocka

1 Badanie aplikacji timera 555

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Generator relaksacyjny

Tranzystory w pracy impulsowej

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

Laboratorium Analogowych Układów Elektronicznych Laboratorium 6

U 2 B 1 C 1 =10nF. C 2 =10nF

GENERATORY KWARCOWE. Politechnika Wrocławska. Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Przerzutnik astabilny z wykorzystaniem układu typu "555"

Zworka amp. C 1 470uF. C2 100pF. Masa. R pom Rysunek 1. Schemat połączenia diod LED. Rysunek 2. Widok płytki drukowanej z diodami LED.

Politechnika Białostocka

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

TECHNIKA CYFROWA ELEKTRONIKA ANALOGOWA I CYFROWA. Układy czasowe

Liniowe stabilizatory napięcia

Generatory kwarcowe Generator kwarcowy Colpittsa-Pierce a z tranzystorem bipolarnym

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

PRZEŁĄCZANIE DIOD I TRANZYSTORÓW

Ćwiczenie 22. Temat: Przerzutnik monostabilny. Cel ćwiczenia

Przerzutnik monostabilny z wykorzystaniem układu typu "555"

Instrukcja UKŁADY ELEKTRONICZNE 2 (TZ1A )

Politechnika Białostocka

Zastosowania nieliniowe wzmacniaczy operacyjnych

płytka montażowa z tranzystorami i rezystorami, pokazana na rysunku 1. płytka montażowa do badania przerzutnika astabilnego U CC T 2 masa

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

TRANZYSTORY BIPOLARNE

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

ELEMENTY ELEKTRONICZNE. Układy polaryzacji i stabilizacji punktu pracy tranzystora

Zapoznanie się z podstawowymi strukturami liczników asynchronicznych szeregowych modulo N, zliczających w przód i w tył oraz zasadą ich działania.

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Generatory sinusoidalne LC

Technika Cyfrowa. Badanie pamięci

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Politechnika Białostocka

3. Funktory CMOS cz.1

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie generatorów sinusoidalnych (2h)

Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Ćwiczenie 7 PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Ćw. 8 Bramki logiczne

BADANIE UKŁADÓW CYFROWYCH. CEL: Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości statycznych układów cyfrowych serii TTL. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Generatory impulsowe przerzutniki

PRZERZUTNIKI BI- I MONO-STABILNE

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

Synteza częstotliwości z pętlą PLL

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Zaprojektowanie i zbadanie dyskryminatora amplitudy impulsów i generatora impulsów prostokątnych (inaczej multiwibrator astabilny).

Politechnika Białostocka

Przetworniki analogowo-cyfrowe

Liniowe układy scalone. Elementy miernictwa cyfrowego

Spis elementów aplikacji i przyrządów pomiarowych:

UKŁADY PROSTOWNICZE 0.47 / 5W 0.47 / 5W D2 C / 5W

Oscyloskop. Dzielnik napięcia. Linia długa

Badanie działania bramki NAND wykonanej w technologii TTL oraz układów zbudowanych w oparciu o tę bramkę.

LABORATORIUM Miernictwa elementów optoelektronicznych

Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia

Sprzęt i architektura komputerów

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

Podstaw Elektroniki Cyfrowej Wykonał zespół w składzie (nazwiska i imiona): Dzień tygodnia:

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

LABORATORIUM TECHNIKI IMPULSOWEJ I CYFROWEJ (studia zaoczne) Układy uzależnień czasowych 74121, 74123

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Elektrolityczny kondensator filtrujący zasilanie stabilizatora U12 po stronie sterującej

Ćwicz. 4 Elementy wykonawcze EWA/PP

Ćwiczenie 2 Przekaźniki Czasowe

Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie

Przetworniki AC i CA

Ćw. 6 Generatory. ( ) n. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wymagane informacje. 3. Wprowadzenie teoretyczne PODSTAWY ELEKTRONIKI MSIB

LABORATORIUM. Technika Cyfrowa. Badanie Bramek Logicznych

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny z elementami pętli fazowej

Podstawowe informacje o przedmiocie (niezależne od cyklu) Podstawy elektroniki. Kod Erasmus Kod ISCED Język wykładowy

Temat ćwiczenia: Przekaźniki półprzewodnikowe

Politechnika Białostocka

UKŁADY ELEKTRONICZNE Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Badanie transoptora

Politechnika Białostocka

Ćw. 9 Przerzutniki. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wymagane informacje. 3. Wprowadzenie teoretyczne PODSTAWY ELEKTRONIKI MSIB

LABORATORIUM TECHNIKA CYFROWA BRAMKI. Rev.1.0

P-1a. Dyskryminator progowy z histerezą

Transkrypt:

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA EKS1A300024 UKŁADY CZASOWE Białystok 2015

1. Cele ćwiczenia Celem ćwiczenia jest badanie układów odmierzających czas oraz generujących przebiegi dwustanowe. Działanie większości tych układów oparte jest na procesie ładowania lub rozładowania kondensatora lub wykorzystaniu drgań rezonatora kwarcowego. W niektórych zastosowaniach ważna jest dokładność odmierzanego czasu. Uzyskanie długich czasów (godziny, doby) na bazie pojedynczego procesu ładowania kondensatora jest niemożliwe (dlaczego? - przeprowadzić analizę). W tych przypadkach stosuje się układy licznikowe, zawierające generator impulsów o stosunkowo dużej częstotliwości i liczniki dzielące tą częstotliwość. Układy licznikowe umożliwiają odmierzanie długich czasów z wysoką dokładnością (bazą może być rezonator kwarcowy). Przedmiotem badania będą układy: czasowy 555 oraz licznikowy 4541. Szczegółowy zakres badań określa prowadzący ćwiczenie. 2. Zadanie do przygotowania w domu Przed przystąpieniem do ćwiczenia należy odszukać w literaturze lub przypomnieć z wykładów budowę oraz zasady działania układów 555 i 4541. Należy zapoznać się z danymi katalogowymi tych układów i funkcją wyprowadzeń. Dane katalogowe załączone są w postaci plików PDF, dołączonych do instrukcji. 2.1 Układ czasowy 555 Układ 555 przeznaczony jest do wytworzenia pojedynczego impulsu (od mikrosekund do kilkunastu minut) lub generacji impulsów prostokątnych (od 1 MHz do 0.01Hz). Oprócz podstawowych zastosowań często wykorzystywany jest do różnych nietypowych i ciekawych funkcji (przetwornik napięcie - częstotliwość, pomiar pojemności itp.). Wyszukaj w Internecie informacje na ten temat. Na załączonym wyciągu z danych katalogowych (rys.1) przedstawione są typowe zastosowania układu 555: przerzutnik astabilny i przerzutnik monostabilny. Układ 555 zawiera dwa komparatory: dolny generujący sygnał set (włącz), gdy napięcie na jego wejściu spada poniżej 1/3 Uzas i górny generujący sygnał reset (kasuj) gdy napięcie na jego wejściu przekroczy 2/3 Uzas. Sygnały te włączają i wyłączają przerzutnik R-S. Stan przerzutnika, poprzez bufor (układ zwiększający obciążalność prądową do ok. 100mA), jest przekazywany na wyjście układu. W stanie reset przerzutnika do bazy tranzystora rozładowującego wpływa prąd i wprowadza go w stan nasycenia (kolektor jest praktycznie zwarty z masą). Aby układ wytwarzał pojedynczy impuls wykorzystujemy ładowanie kondensatora przez opornik, kontrolując napięcie na kondensatorze (do kondensatora podłączone jest wejście górnego komparatora reset ). Do kondensatora podłączony jest także tranzystor rozładowujący kondensator. Wejście komparatora set poprzez rezystor podciągający podłączone jest do +Uzas. Aby rozpocząć pracę należy na chwilę obniżyć potencjał na tym wejściu poniżej 1/3 Uzas co spowoduje stan set i zablokowanie tranzystora rozładowującego i pozwoli na ładowanie kondensatora. Proces będzie trwał do czasu aż napięcie na kondensatorze osiągnie poziom 2/3 Uzas i pojawi się reset na wyjściu górnego komparatora.

Analiza działania w trybie generatora impulsów jest podobna i ćwiczący przeprowadzą ją samodzielnie. 2.2 Układ 4541 Układ zawiera wewnętrzny generator impulsów o częstotliwości zależnej od podłączonych do wyprowadzeń 1,2,3 rezystorów i kondensatora (patrz dane katalogowe). Częstotliwość jest dzielona przez wewnętrzne liczniki binarne na 256, a następnie, w zależności od stanu na wejściach programujących A (12) i B(13), dodatkowo przez 1, 4, 32 lub 256 co daje stopień podziału 256, 1024, 8192, 65536. Po zliczeniu zadanej ilości impulsów kasowany jest (ustawiany po włączeniu zasilania) przerzutnik R-S kończąc odmierzanie czasu. Wejście SELECT Q/Q (9) odwraca polaryzację sygnału na wyjściu (1 lub 0). W zależności od stanu na wejściu MODE (10) po zakończeniu zliczania przerzutnik jest na stałe kasowany (MODE=0) lub przepuszcza sygnały z licznika powtarzając cykle (MODE=1). Jeżeli na wejściu AUTO RESET (5) jest podane 0 (połączenie wyprowadzenia z masą) po załączeniu zasilania następuje zerowanie liczników i start układu. Układ 4541 pozwala na odmierzanie zarówno krótkich (0.1sek) jak i długich (24godz.) czasów i ma szerokie zastosowanie w automatach i urządzeniach sterujących maszyn jako przekaźniki czasowe lub tak zwane czasówki, których działanie rozpoczyna się po podaniu zasilania). 3. Przebieg ćwiczenia 3.1 Badanie układu 555 Wstawić układ 555 w przygotowaną podstawkę. Podać na oba (zwarte ze sobą ) wejścia komparatorów (2,6) napięcie z potencjometru regulacyjnego. Zdjąć charakterystykę STAN = f (U) (STAN może przyjmować wartości 1 lub 0 ). Sprawdzić działanie wejścia RESET (4). Połączyć układ do pracy astabilnej dobierając kondensator i rezystory Ra i Rb aby uzyskać zadaną przez prowadzącego częstotliwość. Po uruchomieniu układu określamy parametry generowanego sygnału: częstotliwość, współczynnik wypełnienia impulsów, poziom niski, poziom wysoki. 3.2 Zastosowanie 555 jako czujnika pojemnościowego Jako kondensator zadający czas stosujemy kondensator ok. 20pF i małą płytkę z laminatu. Zbliżając i oddalając rękę obserwujemy zmiany częstotliwości. 3.3 Badanie układu 555 jako przerzutnika monostabilnego W przygotowaną podstawkę wstawiamy układ 555 i tworzymy konfigurację przerzutnika monostabilnego (uniwibratora), podłączając rezystor i kondensator dobrane tak aby uzyskać zadaną przez prowadzącego długość impulsu.

Zademonstrować działanie układu za pomocą oscyloskopu lub za pomocą dołączonej do wyjścia układu diody LED (w przypadku wystarczająco długich czasów trwania impulsu). 3.4.Badanie układu 4541 Do wejść oscylatora podłączamy R T C T dobrane tak, aby uzyskać częstotliwość około 2 khz. Wstawiamy układ w podstawkę i sprawdzamy działanie, obserwując przebiegi na końcówkach oscylatora. Podając na odpowiednie wejścia stany logiczne 0 lub 1 obserwujemy działanie układu. Wnioski z obserwacji należy zamieścić w tabeli. 3.5. Prezentacja i analiza wyników badań. Na podstawie przeprowadzony badań i pomiarów należy opracować wnioski i uwagi, jakie nasunęły się podczas wykonywania ćwiczenia. 4. Wymagania BHP Warunkiem przystąpienia do ćwiczenia jest zapoznanie się z instrukcją BHP stosowaną w Laboratorium i przepisami porządkowymi. Instrukcje te powinny być podane studentom podczas pierwszych zajęć laboratoryjnych i dostępne do wglądu w Laboratorium. Pracownia powinna odpowiadać ogólnym wymaganiom BHP przewidzianym dla laboratorium. 5. Sprawozdanie studenckie Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać: stronę tytułową zgodnie z obowiązującym wzorem; cel i zakres ćwiczenia; schemat zaprojektowanego układu pomiarowego z obliczeniami elementów projekt płytki drukowanej lub schemat montażowy opis przebiegu ćwiczenia z wyszczególnieniem wykonywanych czynności; tabele i wykresy ilustrujące osiągnięte wyniki i parametry wnioski i uwagi. Sprawozdanie powinno być wykonane i oddane na zakończenie ćwiczenia, najpóźniej na zajęciach następnych. Sprawozdania oddane później będą oceniane niżej. 6. Literatura U.Tietze CH. Schenk. Układy półprzewodnikowe, WNT, 2009 S. Soclof. Zastosowania analogowych układów scalonych, WKiŁ, 1991 Dane katalogowe układów 555 i 4541 są zamieszczone na stronie internetowej KAiE.

a) b) Rys.1 Typowe zastosowania układu 555: przerzutnik monostabilny (a) oraz przerzutnik astabilny (b).

Rys.2 Uproszczona struktura wewnętrzna układu 4541.