Получение передаточной характеристики гистерезисного компаратора.

1.1. Установите переключатель «К» модуля М12 в положение «1». При этом в цепь положительной обратной связи компаратора будет включен резистор R₃ сопротивлением 300 Ом.

1.2. С помощью элементов управления на лицевой панели ВП установите диапазон изменения входного сигнала (рекомендуемые значения U_вx.min = -10 В, U_вх.max=10 В) и пределы изменения выходного сигнала (рекомендуемые значения U_вых.miп=-10 В, U_вых.mаx= 10 В).

1.3. С помощью ползункового регулятора на лицевой панели виртуального прибора (ВП) установите опорное напряжение U_ОП. = 0 В. Нажмите кнопку «Измере­ние». На графическом индикаторе ВП появится изображение передаточной характеристики компаратора. В отличие от однопорогового компаратора гистерезисный имеет два уровня переключения: напряжение срабатывания (U_СР.)при монотонном увеличении входного сигнала и напряжение отпус­кания (U_ОТП.) при монотонном уменьшении входного сигнала. Скопируйте полученную характеристику в отчет.

1.4. Определите по передаточной характеристике значения поло­жительного U_ОГР.+ и отрицательного U_ОГР.- выходных напряжений компара­тора. Для этого используйте горизонтальную визирную линию, переме­щаемую с помощью ползункового регулятора «Y». Результаты запишите в отчет.

1.5. Определите уровни переключения компаратора U_СР. и U_ОТП.. Для этого используйте вертикальную визирную линию, перемещаемую с помощью ползункового регулятора «X». Для повышения точности резуль­тата следует установить удобный для наблюдения передаточной характе­ристики диапазон изменения входного сигнала (U_ВХ.min., U_ВХ.max.)и повторно нажать кнопку «Измерение». Результаты измерений запишите в отчет.

1.6. Вычислите и запишите в отчет напряжения срабатывания U_СР. и отпускания U_ОТП.. компаратора, используя выражения:

,

.

Сравните вычисленные значения с экспериментальными данными, полученными в п. 1.5. Выводы запишите в отчет.

1.7. Повторите пп. 1.3 – 1.6 для следующих значений напряже­ния смещения: -10 В, -5 В, +5 В и +10 В. Определите, на какую величину происходит при этом изменение напряжений срабатывания U_СР. и отпуска­ния U_ОТП.. компаратора. Изменяется ли при этом величина гистерезиса ком­паратора? Выводы и результаты запишите в отчет.

1.8. Установите переключатель «К» модуля Ml2 в положение «2». При этом в цепь положительной обратной связи компаратора будет вклю­чен резистор R₃сопротивлением 3 кОм. Повторите исследования, преду­смотренные пп. 1.3 – 1.7.

2. Исследование работы гистерезисногокомпаратора.

2.1. Установите переключатель «К» модуля М12 в положение «1». При этом в цепь положительной обратной связи компаратора будет вклю­чен резистор R₃ сопротивлением 300 Ом.

2.2. На лицевой панели ВП нажмите мышью на закладку с надпи­сью «Измерение параметров компаратора». На экране появится изобра­жение ВП, приведенное на рис. 16.3.

Рис. 16. 3.

2.3. С помощью элементов управления на лицевой панели ВП ус­тановите следующий режим измерения: форма сигнала – синусоидальная, частота сигнала 200 Гц, амплитуда входного сигнала 7,0 В.

2.4. С помощью ползункового регулятора установите опорное на­пряжение U_ОП. = 0 В. На графическом индикаторе виртуального прибора (ВП) будут отображены входной и выходной сигналы компаратора. Скопируйте полученное изо­бражение в отчет.

2.5. Определите величину входного напряжения срабатывания компаратора U_СР.. Для этого с помощью ползункового регулятора «X» ус­тановите вертикальную визирную линию так, чтобы ее положение совпа­дало с моментом переключения выходного сигнала компаратора с высоко­го уровня на низкий. Затем с помощью ползункового регулятора «Y» совместите горизонтальную визирную линию с точкой пересечения линии входного сигнала с вертикальной визирной линией. Значение напряжения U_СР.считайте с цифрового индикатора ползункового регулятора «Y» и за­пишите в отчет.

2.6. Определите величину входного напряжения отпускания компа­ратора U_ОТП.. по методике, изложенной в п. 2.5. При этом вертикальную ви­зирную линию следует установить так, чтобы ее положение совпадало с мо­ментом переключения выходного сигнала компаратора с низкого уровня на высокий. Полученное значение напряжения отпускания запишите в отчет.

2.7. Сравните измеренные в пп. 2.5 – 2.6 значения напряжений срабатывания U_СР.и отпускания U_ОТП.. с результатами расчетов, выполнен­ных в п. 1.6. Выводы запишите в отчет.

2.8. Повторите пп. 2.4 – 2.7 для следующих значений напряже­ния смещения: -10 В, -5 В, +5 В и +10 В. Определите на какую величину изменяются напряжения срабатывания U_СР. и отпускания U_ОТП.. при указан­ных значениях опорного напряжения U_ОП. Результаты запишите в отчет.

2.9. Повторите исследование работы гистерезисного компаратора при других формах входного сигнала (треугольная, прямоугольная, пило­образная).

2.10. Установите переключатель «К» модуля М12 в положение «2». При этом в цепь положительной обратной связи компаратора будет вклю­чен резистор R₃сопротивлением 3 кОм. Повторите исследования, преду­смотренные пп. 2.3 – 2.9. Сделайте вывод о влиянии параметров цепи положительной обратной связи гистерезисного компаратора на величину его гистерезиса.

2.11.Выключите ВП, для чего нажмите на лицевой панели ВП кнопку «Завершение работы».

Контрольные вопросы.

1. Какой компаратор называется гистерезисным?

2. Какую передаточную характеристику имеет гистерезисный компаратор?

3. Какие существуют способы смещение передаточной характеристики в гистерезисных компараторах? Приведите варианты схем и расчет­ные соотношения для определения напряжений срабатывания и от­пускания.

4. От чего зависит величина гистерезиса у компаратора?

5. Какими преимуществами обладает гистерезисный компаратор по сравнению с однопороговым?

Приложение 1.