O příspěvku
PDF ke staženíGenerátory harmonických a tvarových kmitů pro studium elektroniky
Seznámení se s generátory harmonických a tvarových kmitů, sloužící pro demonstraci během výuky.
Generátor harmonických kmitů – 700 Hz viz. obr. 1. Jedná se o RC oscilátor který v počítačových simulacích v programu Multisim 2001 pracuje s frekvencí 700 Hz (obr. 2). V reálu však nelze zakoupit kondenzátor 20 nF proto je zde použit kondenzátor 22 nF což nám však posouvá frekvenci na 640 Hz.
Obr. 1 Oscilátor 700 Hz
Obr. 2 Průběh oscilací v programu Multisim 2001 (vlevo); reálný průběh (vpravo)
V obvodech tvarových kmitů jsme použili pro lepší pochopení a vysvětlení astabilní klopný obvod obr. 3, který nám zde slouží jako generátor obdélníkového průběhu.
Jeho princip je jednoduchý: Je-li T2 otevřen je T1 uzavřen. Kondenzátor C1 se vybíjí přes výstupní odpor R2 a T1, tím se ovládá báze T1 a při poklesu napětí dojde k otevření T1. Situace je teď opačná, nastal druhý kvazistabilní stav. Kondenzátor C2 se vybíjí přes sepnutý T1 a R2, při poklesu napětí na rozhodovací úroveň se opět otevře T2 a nastává opět první kvazistabilní stav atd. Průběh v simulačním a reálném prostředí je znázorněn na obr. 4.
Obr. 3 Astabilní klopný obvod - blikač
Obr. 4 Průběh v programu Multisim 2001 (vlevo); průběh reálného zapojení (vpravo)
Na porovnání obr. 4 můžeme vidět že modelovaný a reálný průběh sobě téměř odpovídají. Je zde vidět však zkreslení (zaoblení) způsobené kondenzátorem. Pokud bychom použili IO 555 (obr. 5) tak toto zkreslení již vidět nebude (obr 6).
Obr. 5 Generátor obdélníkového průběhu s IO 555
Na uvedených zapojení se nechá vysvětlit např. vznik oscilací, funkce tranzistoru, kondenzátoru atd. Pro studenty to přináší zajímavou a tvůrčí činnost i v případě že nebudou vyrábět plošné spoje a využijí nepájivého pole obr 7. Dále se zde rozvíjí jejich manuální zručnost a především jemná motorika.
Obr. 6 Průběh v programu Multisím (vlevo); průběh reálného zapojení (vpravo)
Obr. 7 Nepájivé pole
Jelikož ne všechny školy jsou vybaveny osciloskopem, tak jsme si zde dovolili uvést několik volně stažitelných a placených programů pro využití zvukové karty jako osciloskopu.
PCLab http://www.bolekvrany.cz
Program Osciloskop http://www.zelscope.com
Soundcard Oscilloscope http://www.zeitnitz.de
Závěrem by chtělo uvést že ne vše co funguje v počítačových simulacích, také funguje v reálném zapojení a opačně. Dále si zde dovolujeme uvést odkaz na simulační demo verze programů Multisim a Micro-Cap.
Micro-Cap http://download.chip.eu/cz/Micro-Cap-Evaluation-Student-Version-9.0.1_684829.html
Multisim http://www.dwn.cz/multisim