Kladná zpětná vazba
(astabilní multivibrátor)

Úvod:

Cílem úlohy je procvičit vlastnosti kladné zpětné vazby, stavy obvodu s kladnou zpětnou vazbou >1, podmínky nastartování procesu překlopení obvodu a vlastnosti derivačního a integračního obvodu. Procvičit měření impulsních průběhů na osciloskopu.

Pokyny pro vypracování:

1. Uvažujte zapojení dle uvedeného schématu na obr. 6.1, kde zápornou zpětnou vazbou, tvořenou odpory R1 a R2 je realizováno zesílení 100. Děličem tvořeným odpory R3, R4 je vytvořena kladná zpětná vazba, kdy se část výstupního napětí přičítá k napětí vstupnímu prostřednictvím střídavé vazby přes kondenzátor C1. (Je třeba si uvědomit jak pracuje rozdílový zesilovač.) Navrhněte dělič R3, R4 tak, aby bylo realizováno smyčkové zesílení >1 a rozkmit napětí na vstupech 2 a 3 nebyl větší než 2,0 V. Proveďte rozbor činnosti obvodu v režimu astabilního multivibrátoru. Popište jednotlivé stavy obvodu.
   Obr. 6.1: Schéma zapojení astabilního multivibrátoru
2. Navrhněte velikost kapacity C1 pro kmitočet opakovací frekvence kmitů obvodu 5 kHz. V protokolu dokumen­tujte průběhy signálů na kapacitě C1, výstupu obvodu a vstupů 2 a 3 operač­ního zesilovače i jejich vzájemný vztah v čase. Určete skutečnou frekvenci kmitů a porovnejte ji s výpočtem.
3. Na výstup multivibrátoru připojte derivační obvod s časovou konstantou 1 ms a proměřte osciloskopem vzájemný vztah vstupních a výstupních signálů tohoto obvodu. Při návrhu obvodu vezměte v úvahu to, že operační zesilovač lze zatížit na výstupu pouze impedancí vyšší než určitá minimální (viz katalogové údaje, asi >2k) a také to, že zátěž je připojena paralelně k odporům R3 a R4
4. Totéž, co v bodě 3, proveďte pro případ připojení integračního obvodu se stejnou časovou konstantou 1 ms. Zapojení realizujte pomocí RC obvodů.
5. Srovnejte hodnoty pro derivační a integrační články, tj. vypočtené hodnoty pro skutečné hodnoty (R, C článků) oproti naměřeným hodnotám. V protokolu zdůvodněte případný nesoulad naměřených výsledků s vypočtenými průběhy.

Poznámka: Nezapomeňte před měřením ověřit správnou kalibraci použitých sond (kompenzovaný dělič), měřte v režimu DC, sonda 10×.