Studium klopných obvodů Úkol : 1. Sestavte podle schématu 1 astabilní klopný obvod a ověřte jeho funkce.. Sestavte podle schématu monostabilní klopný obvod a buďte generátorem a sledujte výstupní napětí. 3. Sestavte obvod podle schématu 3 bistabilní klopný obvod a ověřte jeho funkci. Pomůcky : Astabilní klopný obvod - ks tranzistory NPN - rezistory: R 1 = 100kΩ, R = 10kΩ, R 3 = 10kΩ, R 4 = 4,7kΩ - kondenzátor: C = 100nF Monostabilní klopný obvod - generátor - ks tranzistory NPN - součástky jako u AKO Bistabilní klopný obvod - ks tranzistory NPN - ks LED diody - odpory: R 4 = 150kΩ, R 3 = 10kΩ, R 5 = 1,5kΩ 1 / 5
Teorie : Klopné obvody se vyznačují tím, že ve většině případů mají dva ustálené stavy výstupů (sepnuto a rozepnuto). Obvykle obsahují dva spínací prvky zapojené tak, aby byl vždy jeden z nich sepnutý. Ze stejnosměrného napětí jsou schopny vyrobit impulsy různé délky a frekvence. Astabilní klopný obvod (AKO - multivibrátor) Samovolně se rozkmitá po přiložení napájecího napětí. Po připojení napájecího napětí UCC se jeden z tranzistorů uvede do vodivého stav. (např. T 1 ). Napětí U CE1 je téměř nulové, kladný pól kondenzátoru C se připojí k zemi a na bázi T se objeví záporný náboj z kondenzátoru C. U CE se zvětší na hodnotu blízkou U CC. V tuto chvíli je T 1 otevřen, T uzavřen s U CE. C se začne vybíjet přes R B a napětí U BE se zmenšuje. / 5
Jakmile nulu, 1a 1. 1se zem Ca se svým BE nábojem, dostane který na kladnou je vůči hodnotu, napětí báze začne záporný, se U CE uzavře zmenšovat tranzistor 1 je tím až zapojen klesne T téměř mezi na CC. otevřen 1uzavřen Napětí Multivibrátor zvětší na a na TU kolektoru velikost se překlopil blízkou T do Udruhého stavu, kdy je T bázi T CE je Doba, Využívá nastavit Monostabilní Vnějším stavu přes téměř po nulové. kterou multivibrátor v jenom či druhém stavu závisí na velikost C 1 a R Pje kmitočet k získání klopný impulsů obdélníkových obvod a jejich (MKO) délku. impulsů, volbou jednotlivých součástek v obvodu B1 a lze C 1a rezistor prvním. impulsem R, Po připojení se MKO napájecího krátkodobě napětí překlopí je báze do druhého tranzistoru stavu, T jinak napájena v klidu ze setrvává zdroje napětí ve a R je otevřen a na dělič výstupu z rezistorů nulové Rnapětí. Pomocné napětí U B. 1bylo 1je Přes dostatečnou nastaven uzavřený. záporné vazební tak, Na a kondenzátoru aby napětí C V přivedeme C bázi naměříme T na takovou bázi tranzistoru polaritu jaká T je vyznačena ve schématu. 1. záporný a Na C, 1a. napětí Pje Kondenzátor V ten tomto kolektoru se náboj uzavře. stavu amplitudou tranzistoru C se zůstává objeví svým MKO T a kladně otevře se bázi i objeví po tranzistoru nabitým se odeznění kladné polem Timpulsu, napětí, T připojí jehož protože přes velikost sepnutý napětí 1 krátký je báze dána přechod kladný zůstává děličem impuls C-E k ještě z zemi, rezistorů s 1, uzlu na výstupu děliče Rse totiž zvýšilo tak, že při nezměněném pomocném záporném napětí kladné, U jeho (báze 1) přejde bázi Rkladné TTdo napětí. kladných Kondenzátor hodnot, tento C se tranzistor nabijí přes se odpor otevře R a na opačnou výstupu je polaritu. nulové Jakmile napětí. Napětí napětí nar 1nabude záporné hodnoty a dostává se tak do výchozího stavu. MKO kmitočet Bistabilní překlopení sepnutém nasycen C1 Má dva stavy využívá stavu klopný délku do druhého a v a impulsů. k každém druhý obvod získání stabilního v Lze (BKO) rozepnutém, obdélníkových z nich použít setrvává stavu. jako který Při impulsů, dělič do připojení tranzistor příchodu kmitočtu volbou napájecího dalšího to nebo bude jednotlivých časový vstupního napětí náhodné. spínač. součástek je impulsu, jeden Tranzistor z lze tranzistorů který nastavit CE1 =0. je uzavřen, Tranzistor a protéká báze Tje napětí T jím je proud přes U rezistor I R T 1 způsobí je v připojena B bází C báze Na napětí prakticky kolektoru neprochází, na nulové nulový. kolektor tranzistoru proud a proud tranzistoru I TI je napětí T 1, U 1krátký kterou tranzistoru protéká proud T CE, které se blíží U N a přes rezistor R B1 a 1se 1je Když tranzistor napětí uzavře. záporný Utohoto Na T kolektoru impuls, stavu přivedeme přestane tranzistoru téci Tproud bázi tranzistoru I T B1 je připojena CE1, Na, B. otevře které začne Tím přes připojena se se a rezistor protékat tranzistor v blíží tomto báze UR proud stavu tranzistoru T zůstává I T i když záporný impuls odezněl. Překlopení otevřeného bodu pouze strmější Schéma a urychlují s průběh. zapojení každým způsobí tranzistoru. překlopení V impulsem praxi a kladný charakteristiky Pokud a impuls BKO bude výstupní impulsy používá obvod na bázi : signál mění měnit jako uzavřeného má svoji dělič svůj polaritu, stav. dvěma tranzistoru Kondenzátory pak v čítači. mohou nebo být v záporný zapojení přiváděny impuls nejsou do na jednoho nutné, bázi 3 / 5
Obr. 01 Astabilní klopný obvod Obr. 0 Monostabilní klopný obvod Obr. 03 Bistabilní klopný obvod 4 / 5
Obr. 04 Charakteristiky AKO Obr. Popis Teoretický Obvod 05 postupu jsme Charakteristiky vždy měření zapojili : podle BKO Měření rozbor převzatý z knihy schématu VLČEK. a J., ověřovali Základy jsme elektrotechniky, jeho funkčnost. Konstanta Pozice Váha Hustota [g] číslo: [g/cm 3 ] nakladatelství Moba. Přizpůsobená fázový 0ππ 3π 4π λ v f l0 [m.s-1] [cm] rozdíl [cm] [Hz] / poloha Kundtova trubice 5 / 5