Исследование биквадратурного генератора прямоугольных импульсов

Исследование биквадратурного генератора прямоугольных импульсов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ БИКВАДРАТУРНОГО ГЕНЕРАТОРА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Цель работы: Изучить схемотехнику и функционирование устройства

Необходимые оборудование и приборы: Источник питания постоянного тока 10-12 В.

Макет генератора.

Электронно-лучевой осциллограф

Цифровой частотомер

Описание схемы генератора

генератор прямоугольный импульс резистор

Принципиальная электрическая схема исследуемого генератора представлена на рис.1. Макет выполнен на интегральных микросхемах серии К561 КМОП типа.

Назначение генератора - формирование двух последовательностей прямоугольных импульсов регулируемой стабильной частоты с фазовым сдвигом, равным p/2. Такие генераторы находят широкое применение на практике, например, при создании синхронных фильтров частотных сигналов.

Генератор опорной частоты 1 МГц выполнен на микросхеме D1, состоящей из 6 инверторов, из которых используются первые 3. Два инвертора охвачены перекрестными связями через кварцевый резонатор Z₁ и конденсатор С1.

Микросхема D1 имеет служебные входы нулевого уровня Е1 разрешения по входу и Е2 разрешения по выходу. Вход Е1 используется для включения-выключения задающего генератора. Третий инвертор микросхемы D1 используется в качестве буферного.

Деление частоты до нужной величины осуществляется двоичным делителем D2, у которого используются 10 из 12 возможных выходов. Переключателем S2 осуществляется подключение одного из 10 выходов микросхемы. Коэффициент деления может устанавливаться в пределах от 2⁴ до 12¹³. Вход сброса R микросхемы D2 заблокирован нулевым потенциалом.

Сигналы на выходах делителя D2 формируются в последовательности двоичного счета по заднему фронту предыдущего выхода. Микросхема D3 осуществляет дополнительное деление частоты на 2⁴ и 2⁵ раз, а с помощью триггера D4 осуществляется деление частоты на два таким образом, что сигнал с выхода триггера f₂, p/2 сдвинут по фазе относительно сигнала f₂ ,0 на четверть периода независимо от частоты f₁.

При этом триггер срабатывает по переднему фронту сигнала на тактовом входе С в направлении сигнала на информационном входе D.

Порядок выполнения работы

. Подать питание на макет генератора, предварительно установив величину напряжения в пределах 10-12 В. Не допускать переполюсовки питания, т.к. это приведет к выходу из строя микросхемы макета. При помощи осциллографа исследовать работу задающего генератора D1 при различных положениях переключателя S1. Частотомером замерить частоту на выходе задающего генератора и убедиться, что она соответствует параметрам кварцевого резонатора. Изменить напряжение питания на ± 10% и убедиться, что опорная частота заметно не меняется. При отсутствии частотомера для измерения периода опорного сигнала можно использовать осциллограф.

. При помощи осциллографа убедиться в работе делителя частоты D2. Вычислить значения частот на выходах микросхемы и при помощи частотомера убедиться, что они соответствуют вычисленным значениям. Зафиксировать значение частот в рабочем журнале.

Контрольные вопросы

1.      Каково назначение резисторов R1, R2, R3? Резистор R1и R2 ограничивает ток разряда конденсатора C1 через защитные диоды.

2.      Как изменится режим работы микросхемы D2 и D3, если вход R подключить не к общему проводу, а к напряжению питания?

Значения поменяются на обратные.