Instytut Fizyki Uniwersytet Śląski

UNIWERSYTET ŚLĄSKI
INSTYTUT FIZYKI
ZAKŁAD METOD KOMPUTEROWYCH FIZYKI I ELEKTRONIKI
PRACOWNIA ELEKTRONICZNA
ĆWICZENIE NR 5A
BADANIE PRZERZUTNIKA SCHMITTA
I. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami przerzutnika Schmitta
oraz potraktowanie tego układu jako ujemnej rezystancji zerowego rzędu uzależnionej
prądowo popularnie zwanej ujemną rezystancją typu S.
II. WYMAGANE WIADOMOŚCI
1. Działanie przerzutnika Schmitta.
2. Kształt charakterystyki wejściowej przerzutnika i sposób jej pomiaru.
3. Umiejętność porównania przerzutnika Schmitta z diodą tunelową.
1
III. PRZEBIEG ĆWICZENIA
***1. OBSERWACJA ZAMIANY FALI SINUSOIDALNEJ NA FALĘ
PROSTOKĄTNĄ
Na wejście przerzutnika Schmitta podać napięcie sinusoidalne z generatora o
częstotliwości 1kHz i amplitudzie 2V (pomiaru dokonać przy pomocy oscyloskopu).
Połączyć bazę tranzystora T1. ze ślizgaczem potencjometru P1. Na wyjście przerzutnika
podłączyć oscyloskop. Regulując potencjometrem P1 doprowadzić do pojawienia się
impulsów prostokątnych na wyjściu. Wytłumaczyć wpływ nastawy potencjometru na
współczynnik wypełnienia obserwowanych przebiegów prostokątnych (współczynnik
wypełnienia definiowany jest jako stosunek czasu trwania impulsu do sumy czasu
trwania impulsu i czasu trwania przerwy). Odrysować kształt impulsów występujących
na bazach, emiterach i kolektorach tranzystorów T1 i T2.
2. POMIAR CHARAKTERYSTYKI WEJŚCIOWEJ PRZERZUTNIKA SCHMITTA
Na bazę tranzystora T1 podawać dodatnie napięcie ze ślizgacza potencjometru
poprzez rezystor dekadowy i miliamperomierz prądu stałego. Na rezystorze
dekadowym nastawić rezystancję większą od 20k . Zwiększając napięcie na zasilaczu
(zmieniając położenie ślizgacza potencjometru o nie więcej jak 1/3 obrotu) mierzyć
prąd i napięcie wejściowe na bazie tranzystora T1 woltomierzem napięcia stałego o
dużej rezystancji wejściowej. Zaobserwować niemożliwość wykonania pomiaru przy
nastawie rezystora dekadowego na małe wartości rezystancji.
Vcc
T1
P1
Opornik Dekadowy
mA
V
*** Dotyczy sekcji - trzy godziny pracowni.
3. POMIAR NAPIĘCIA PRZERZUTU I POWROTU PRZERZUTNIKA
2
Na bazę tranzystora T1 podawać dodatnie napięcie ze ślizgacza potencjometru
poprzez rezystor dekadowy. Jeden woltomierz napięcia stałego podłączyć na zaciski
ślizgacza a drugi woltomierz na wyjście układu. Zmieniając nastawę rezystora
dekadowego od 0 do 100k co 5k mierzyć napięcie przerzutu i powrotu regulując
napięcie wyjściowe z zasilacza. Moment przerzutu i powrotu układu ocenić po
wychyleniu woltomierza podłączonego do wyjścia przerzutnika.
Vcc
T2
P1
Opornik Dekadowy
T1
V
V
*** 4. POMIAR SKŁADOWYCH STAŁYCH
Woltomierzem napięć stałych zmierzyć napięcia zasilania układu, oraz
napięcia na bazach, emiterach i kolektorach tranzystorów w obu stanach pracy
przerzutnika.
IV. OPRACOWANIE WYNIKÓW
1.
Omówić działanie i właściwości przerzutnika Schmitta.
2.
Na podstawie obserwacji poczynionych wg. punktu III.1. wyjaśnić zamianę fali
sinusoidalnej na falę prostokątną i wpływ napięcia polaryzującego bazę
tranzystora T1 na współczynnik wypełnienia fali prostokątnej.
3.
Wykreślić charakterystykę wejściową przerzutnika oraz obok w tej samej skali
na osi prądu różniczkową rezystancję wytwarzaną przez przerzutnik.
4.
Wykreślić przebieg napięcia przerzutu i powrotu przerzutnika w funkcji
rezystancji szeregowej źródła polaryzującego (obie zależności na tym samym
rysunku).
5.
Porównać przerzutnik Schmitta i diodę tunelową pod względem wytwarzania
ujemnej rezystancji.
V. LITERATURA
3
1. A. Filpkowski, ”Ukady elektroniczne analogowe i cyfrowe” EIT 2005r.
2. J. Kalisz, ”Podstawy elektroniki cyfrowej” WKŁ 2002r
3. P. Horowitz, W Hill, ”Sztuka elektroniki” WKŁ 2002r.
4. M. Pióro, ”Podstawy elektroniki” WSiP 2005r.
5. A. Chwaleba, ”Pracownia elektroniczna” WSiP 2002r.
6. T. Zagajewski, ”Układy elektroniki przemysłowej” WNT, W-wa 75.
7. A. Guziński, ”Liniowe elektroniczne układy analogowe” WNT W-wa 1992/93
4