Generatoare de semnal

Scopul lucrării 1. Simularea si experimentarea generatorului de semnal sinusoidal realizat cu

amplificator operaţional şi reţea Wien comandată în tensiune şi citită în tensiune. 2. Simularea si experimentarea generatorului de semnal undă dreptunghiulară de tip

astabil realizat cu amplificator operaţional.

1. Oscilator cu reţea Wien

Fig. 1. Reţeaua Wien este constituită din R = R1 = R2 = 1.5KΩ şi C = C1 = C2 = 0.1µF. Reacţia

negativă este realizată din Rr = R3’ + R3” = 10K + 1.5K şi R4 = 3.9K. În paralel cu R3” sunt dispuse diodele D1 şi D2, cu a căror caracteristică de condiţie

neliniară se stabizează amplitudinea semnalului oscilator de ieşire.

Condiţia de oscilaţie de modul este:

(1 + Rr/R4) ≥ (1 + R1/R2 + C2/C1) = 3 (2)

R4

R2

R1 C1

RL

D1

D2

R3

C2

Uo

R3

Osciloscop E0102

10 (6)

(4)

(7) (2)

(3) 6

11 4

5

+12 V

-12 V

3K9

10K 1K5

6K8

1K5

1K5

0.1µF

0.1µF

, ,,

R1 R2 C1 C2 2π

1 = fo (1) = 1

R C 2 π

Lucrarea practică

1. Se alimentează circuitul la sursa de alimentare, cu –12 V la pinul 6 şi +12 V la pinul 11 iar +E1 şi –E2 se conectează împreună la masă. Se conectează osciloscopul la bornele RL.

2. Se calculează fo ţinând cont de valorile date … foc. 3. Se măsoară perioada de oscilaţie cu osciloscopul fom şi se compară valoarea frecvenţei

calculată cu cea măsurată.

2. Circuit basculant astabil cu amplificator operaţional

Schema utilizată este următoarea:

Fig. 2.

Considerând iio = 0 , potenţialul nodului 4 este potenţialul la bornele condensatorului din schemă. 4 10

u4 = uC = Uo (1 – e –t/RC ) (3) În momentul conectării circuitului la alimentare, uC = 0 V şi

U5 = Uo R1 / (R1 + R2) > uC = u4 (4)

Ieşirea operaţionalului rămâne la acest nivel până când uC = u4 atinge , practic, valoarea tensiunii u5 . În acel moment T1 starea ieşirii se schimbă şi basculează la –Uo . Într-un scurt

R1 R2

C1

RL Uo

Osciloscop E0102

10 (6)

(4)

(7) (2)

(3) 6

11 4

5

+12 V

-12 V

18KK

6K8

8K

0.1µF

R

1K5

C1

0.1µF

iio iio

C

R

Uo uC = u4

interval de timp condensatorul se descarcă şi începe să se încarce la un nivel negativ –uC = -u4 . În acest timp U5 = - Uo R1 / (R1 + R2). În momentul T2 când u4 = u5 la valori negative, se schimbă brusc ieşirea, aceasta basculând la +Uo. Condensatorul C se descarcă şi se reia procesul de mai sus . Deci , pentru determinarea intervalului T1

Uo R1 / (R1 + R2) = Uo (1 – e –T1

/RC )

T1 = RC ln(1 + R1/R2 )

T = 2T1 = 2 RC ln(1 + R1/R2 ) (5)

Frecvenţa de oscilaţie este fo = 1/T Lucrarea practică

1. Se conectează circuitul la alimentarea +12 V la pinul 11 şi –12 V la pinul 6 după ce s-a verificat valoarea tensiunii cu voltmetrul numeric.

2. Se conectează osciloscopul E0102 şi se măsoară perioada de repetiţie Tm a undei dreptunghiulare generate de circuit .

3. Se calculează perioada de repetiţie Tc cu relaţia (5) ţinând cont că R = 1.5K , C = 0.1µF , R1 = 18K şi R2 = 8K .

4. Se compară Tc = Tm . Diferă? De ce?

R32

1.5k

R31

6k

U1

AD741

3

2

74

6

1

5+

-

V+

V-

OUT

OS1

OS2

D1

D1N4148

0

R4

3.9k

RL

6.8k

C2

0.1u

D2

D1N4148

1. Se deseneaza schema de mai sus.

2. Se seteaza rezistorul R31 = 6.8k si se calculeaza frecventa de oscilatie fc.

3. Se face o analiza tranzitorie in domeniul timp intre 155ms si 160ms cu un pas de 10us.

4. Se simuleaza si se deseneaza forma de unda vizualizata la iesirea oscilatorului.

5. Se determina de pe grafic cu ajutorul cursorului perioada semnalului si se calculeaza

frecventa fm. Comparati fm cu fc.

6. Se seteaza rezistorul R31 = 6k si se reia simularea. Explicati cele observate

verificand indeplinirea conditiei de oscilatie de modul [relatia (2) din referat].

C1

0.1u

Valim-

-12

0

GENERATOR DE SEMNAL SINUSOIDAL

0

0

Valim+

12

0

R1

1.5k

(Oscilator cu retea Wien comandata in tensiune si citita in tensiune)

0

R2

1.5k

Rr

1.5k

RL

6.8k

U2

AD741

3

2

74

6

1

5+

-

V+

V-

OUT

OS1

OS2

Valim-

-12

C1

0.1u

0

Valim+

12

1. Se deseneaza schema de mai sus.

2. Se face o analiza tranzitorie in domeniul timp intre 41ms si 42ms cu un pas

de 100us.

3. Se simuleaza si se trece in referat forma de unda vizualizata la intrarea

minus si la iesirea integratului, indicand amplitudinea si perioada

masurate cu cursorul.

4. Se compara valorile masurate cu cele calculate cu relatia (5) din referat

si se trag concluziile ! ! !

0

0R1

18k

0

0

CIRCUIT BASCULANT ASTABIL CU A. O.

R2

18k