Referat Fizica. Convertor tensiune-frecventa

Convertor tensiune-frecventa cu astabil simetric cu reactie capacitiva intre emitoareScopul lucrarii :Circuitul de studiu este reprezentat in figura din dreapta. Acest circuit simetric este de fapt un amplificator diferential cu tranzistoarele Q1, Q2 si circuitele de decalare a nivelului Q3, R5, R6 si Q4, R10, R11. Asupra acestui circuit, se inchide o bucla de reactie pozitiva prin conexiunile incrucisate colector-baza de la C1 la B2 si respectiv C2 la B1 si prin condensatorul C conectat intre E1 si E2. Ultima conexiune este efectiva doar pentru variatii rapide ale tensiunii pe condensator si inexistenta pentru variatii lente Pe durata regimului tranzitoriu rapid, reactia este pozitiva, dupa cum se poate verifica urmarind transmiterea unei perturbatii negative aplicate la emitorul lui Q1. Prin deschiderea acestui tranzistor se produce o variatie spre (-) in colectorul C1 si simultan o variatie spre (+) in colectorul C2. Aceste variatii se transmit cu semnul (-) prin Q4, R10, R11, Q2 la emitorul lui Q1 intarind perturbatia initiala , si cu semnul (+) prin Q3, R5, R6 la baza lui Q1, determinnd deschiderea mai rapida a lui Q1.In figura de mai sus, se considera momentul imediat consecutiv unei perturbatii de tensiune negativa (sagetile negre) la baza lui Q2 . Circuitul evolueaza pina la taierea lui Q1 si deschiderea la curentul maxim posibil a lui Q2, care va sustine la emitor un curent de marime 2I (momentul t0 in figura 1).Tensiunea la emitorul tranzistorului Q1, in momentul initial, este mai mare in baza, deoarece acesta tocmai a efectuat un salt de la valoarea metastabila anterioara (VEH) la VEH + (VEH VEL) adica un salt pozitiv de tensiune VEH VEL si ca urmare tranzistorul Q1 se mentine blocat cta vreme tensiunea la emitorul lui Q1 nu coboara la VEL.Desfasurarea lucrarii :a. se ridica caracteristica de transfer a convertoarelor V-I; -tensiunea de intrare este VR masurabila cu multimetrul comutat pe V(mV) DC si reglabila in domeniul 0~10 V din potentiometrul elicoidal; -curentul se masoara tot cu multimetrul (comutat pe mA DC) prin efectuarea conexiunilor spre colectoarele tranzistoarelor Q5 sau Q6; -colectorul tranzistorului care nu se masoara, se conecteaza la masa pentru a nu afecta functionarea generatoarelor de curent;Rezultatele obtinute se trec intr-un tabel de forma celui de mai jos :VR (V)0.10.20.512510IC5 (mA)0,020,0390,10.190,40,991,97IC6 (mA)0,020,040,10,20,390,981,93IC5 + IC60,040,0790,20,390,791,973,9IC5 IC60-0,0010-0,010,010,010,04 0,00-0,010,00-0,030,010,010,01Se observa o dependenta logaritmica intre suma curentilor si tensiunea VR. b. Se ridica caracteristica de transfer f-V;-se vizualizeaza formele de unda la C1 , C2 si se deseneaza la scara in [V] si t [ms,ns];-se modifica tensiunea aplicata la intrarea convertorului VR masurata cu multimetrul si se masoara semiperioada pe palierul pozitiv T/2(+) sau negativ T/2(-).Se face tabelul corespunzator valorii C = 1F :VR (V)1357910T/2(+) [ms]5,63,02,221,315T/2(-) [ms]5,43,12,11,91,315f [kHz]90,91163,93232,56256,41384,6233,33T/2(+) T/2(-)0,2-0,10,10,100T/2(+) + T/2(-)116,14,33,92,630Se observa o dependenta aproximativ liniara intre tensiunea VR si frecventa f, lucru ce reiese din graficul de mai jos :Se face tabelul corespunzator valorii C = 10nF :VR (V)0,030,090,339T/2(+) [s]52064052013020T/2(-) [s]42062048012018f [MHz]1,060,791,004,0026,32T/2(+) T/2(-)1002040102T/2(+) + T/2(-)9401260100025038Se observa o dependenta liniara intre tensiunea VR si frecventa f : Se face tabelul corespunzator conexiunii 9-13, cu C = 100pF :VR (V)0,10,250,350,45T/2(+) [s]6181410T/2(-) [s]16624f [MHz]45,4541,6762,5071,43T/2(+) T/2(-)-1012126T/2(+) + T/2(-)22241614Se observa o dependenta liniara intre tensiunea VR si frecventa f :Intrebari :1. Ce rol au diodele D1 si D7 ?Diodele D1 si D7 au rolul de a proteja tranzistoarele Q11 si Q12.2. Ce rol are dioda D8?Dioda D8 are rolul de a inchide bucla de reactie a amplificatorului AO1.3. Ce rol are condensatorul trimmer C4; de ce a fost prevazut doar pe acest domeniu din cele trei ?Condensatorul trimmer C4 permite variatia impedantei capacitive dintre bornele 12-13, implicit sarcina tranzistorului Q1.4. Tranzistoarele Q5, Q6 nu sunt in circuitul integrat, in schimb Q7, Q8 sunt. Era mai bine invers? De ce ?Tranzistoarele Q7 si Q8 trebuie sa fie situate pe acelasi chip pentru a putea considera ca au aceeasi temperatura, obtinndu-se astfel IC9 = IC10 = IC7 = IC8.12. Poate functiona convertorul la curenti IC5 = IC6 = IC tinznd spre 0 ?Convertorul nu poate functiona la curenti IC5 = IC6 = IC tinznd spre 0, deoarece in acest caz am avea si ca f tinde spre 0.