Исследование формирователя логического

СИГНАЛА ВТОРОГО ТИПА

 

Цель работы: экспериментальное изучение схем ФЛС второго типа.

ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ.

 

Подготовка к работе состоит из расчета схемы по заданному варианту задания, качественного анализа зависимостей, которые ожидают получить, подготовки таблиц, графиков, а также составления эскизных схем проведения экспериментов.

В соответствии с заданным вариантом (разд. 5.4.1) рассчитывается схема инвертора следующем порядке (теоретический расчет ключа второго типа приведен в [4] разд. 2.2.3.):

1) выбор Е _пи расчет R_к;

2) расчет требуемого тока базы;

3) выбор Е _би расчет R1, R2.

При выполнении расчетов все параметры транзисторов и схем берутся без знака.

Выбор величины Е _посуществляется, исходя из неравенства:

U¹_мин < Е_п.

Диапазон возможных значений R_к ограничен с одной стороны временем t⁰¹ (R_к< t⁰¹/С_н*3), с другой - величинами токов через открытый транзистор (неравенство 2.22 [4]).

Выбираем R_к ближе к верхней границе, чтобы в схеме протекали не слишком большие токи.

Вычисляем минимальный ток базы (I¹_{б мин}) необходимый для включения транзистора:

(5.1)

 

 

Для надежного открывания при максимальной нагрузке положим S_мин = 1,5. Выбираем Е_б = - Е_П.

Расчет R1, R2 выполняется путем построения области допустимых значений R1, R2 и последующего выбора номиналов резисторов внутри этой области. Область допустимых значений R1, R2 строится на основании неравенств (2.23) [4], (2.27) [4] и (2.28) [4].

В полученной области (рис. 2.29 [4]) величину R1 принимают обычно 1 ¸ 6К; R2¸ 3 ¸ 20К. Если область допустимых значений, удовлетворяющая всем трем ограничениям, отсутствует, следует спроектировать схему, подав на резистор R1 большее Е_П. После коррекции следует провести расчет снова. На этом расчет схемы заканчивается.

Далее необходимо вычислить следующие параметры схемы: нагрузочную способность, помехоустойчивость и быстродействие.

Нагрузочная способность. — это максимальный ток, отдаваемый в нагрузку (I⁰_{нагр.макс}). Нагрузочная способность вычисляется из выражений 2.32[4], 2.34[4], 2.35[4] исходя из норм параметров, задаваемых вариантом задания.

Вычисленные параметры заносятся в табл. 5.1.

 

 

Нагрузочная способность Таблица 5.1.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
I0н макс
I0вх
n0
I1н макс
I1вх
n1

 

 

Помехоустойчивость определяется на основании построенной ХВВ схемы. Для построения ХВВ вычисляется граничное значение «0» и «1» на входе схемы..

U⁰_гр определяется из выражения 2.29[4]. U¹_гр определяется из выражения 2.30[4].

Величина сигналов на выходе: U⁰_вых» U_кэн, U¹_вых » Е_П.

На основании построенной ХВВ вычисляются значения помехоустойчивости ΔU⁰_n, ΔU¹_n. Рассчитанные параметры заносятся в табл.5.2.

 

Помехоустойчивость Таблица 5.2.

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
U0гр, В
U1гр, В
DU0П, В
DU1П, В

 

Быстродействие. Расчет величины быстродействия схемы сопряжен с громоздкими вычислениями, учитывающими динамические параметры транзистора и всех диодов. Поэтому в работе ограничиваемся экспериментальным замером динамических параметров выходного сигнала для двух случаев: при использовании антинасыщающих диодов (рис. 5.1) и без них и занесением их в табл 5.3.

 

Быстродействие Таблица 5.3.

Параметр	Экспериментальные значения
R1=Rрасч	R1=0.5Rрасч
Без антинас. диода	С диодом	Без антинас. диода	С диодом
t01, мкс
t10, мкс
tр, мкс
t01зр, мкс
t01зр, мкс

 

Рис. 5.1. Схема ключа второго типа с антинасыщающим диодом: а) на n-p-n транзисторе, б) на p-n-p транзисторе.