Цель работы

Исследование процессов в линейных и нелинейных цепях при формировании коротких импульсов напряжения из синусоидального сигнала.

Задание на работу

2.1. Изучить основные свойства следующих радиоэлектронных цепей и устройств: а) RC-цепей; 6) фиксаторов уровня; в) ограничителей амплитуды; г) эмиттерных повторителей. Проанализировать характер преобразований сигналов, проходящих через эти устройства.

2.2. Провести расчёт усилителя-ограничителя, установить выбранный режим по постоянному току. Исследовать зависимость формы выходного импульса от частоты и амплитуды входного синусоидального напряжения. Определить полосу частот и интервал амплитуд, при которых последовательность импульсов близка к меандру, а их форма близка к прямоугольной.

2.3. Провести расчёт остальной части схемы, собрать и настроить всю схему. Осуществить дифференцирование прямоугольных импульсов и ограничение получающихся остроконечных импульсов снизу или сверху. Пронаблюдать на осциллографе и зафиксировать форму сигнала в различных точках схемы, измерить длительности импульсов, их фронтов и срезов.

Методические указания

Введение

В радиоэлектронных устройствах применяются сигналы различной формы (см. рис. 1).

Так, например, прямоугольные импульсы тока или напряжения используются в проводной и радиотелеграфии, в радиолокации, в вычислительной технике. Импульсы линейно изменяющегося напряжения – в осциллографии для осуществления развертки луча на экране электронно-лучевой трубки. В ряде случаев требуются импульсы трапецеидальной, треугольной, а также экспоненциальной формы. Короткие импульсы используются для синхронизации различных импульсных устройств, работы цифровых частотомеров, осуществления метода стробоскопирования.

Формирователи импульсов предназначены для создания сигналов специальной формы с заданными параметрами. По принципу построения и действия формирователи импульсов делят на линейные (в основном на RC-элементах) и нелинейные (с использованием диодов, транзисторов, логических элементов). Нелинейные формирователи подразделяются на нерегенеративные и регенеративные. Последние отличаются наличием положительной обратной связи, приводящей к лавинообразному ускорению формирования перепадов напряжения или тока.

По назначению формирователи делятся на ограничители, компараторы, фиксаторы уровня, фиксаторы перепадов, генераторы функций.

В данной работе предлагается рассчитать и экспериментально исследовать устройство, формирующее короткие импульсы из входного гармонического сигнала. Одна из структурных схем, предназначенная для выполнения данной операции, представлена на рис.2,а. Работу схемы поясняют графики, приведённые на рис. 2,б.

Входной гармонический сигнал, ограниченный с помощью двухстороннего усилителя-ограничителя, через буферный каскад поступает на дифференцирующую цепь.

Буферный каскад служит для развязки усилителя-ограничителя с дифференцирующей (укорачивающей) цепью. Выходной ограничитель вырабатывает последовательность импульсов требуемой полярности.

Принципиальная схема этого устройства приведена на рис. 3. В ней можно выделить следующие узлы: усилитель-ограничитель (VT1, R1, R2, R3, R4), разделительную цепь с фиксацией нулевого уровня (VD1, С2), эмиттерный повторитель (VТ2, R5, R6, R7), дифференцирующую цепь (С3, R8) и диодный ограничитель (VD2, R9).