Oszilloskop und NE 555 - Carl-Engler

Praktikum zur Computertechnik
Laborversuch:
1
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
BS, BK, FS
Oszilloskop und NE 555
Grundlagen
Das Oszilloskop ist eines der Standardgeräte zur Untersuchung elektrischer Signale. Der
zeitliche Verlauf (die Kurvenform) auch sehr schneller Vorgänge (µs- und ns-Bereich) lässt
sich darstellen.
Der NE 555 ist ein integrierter Schaltkreis (IC: Integrated Circuit), mit dem sich sehr viele
verschiedene Zeitgeber-Schaltungen aufbauen lassen. Im vorliegenden Versuch wird ein
Oszillator (Schwingschaltung) aufgebaut, die eine periodische Rechteckspannung am
Ausgang abgibt.
Dazu wird der Kondensator C1 über die Widerstände R1 un R2 aufgeladen. Bei einer
bestimmten Schwellen-Spannung wird der Entladevorgang über R2 und den IC ausgelöst.
Nach Unterschreitung einer zweiten Schwellen-Spannung beginnt der Ladevorgang von
Neuem. Mit dem zweiten Kondensator werden eventuelle Störspitzen unterdrückt.
2
Aufgaben
2.1
Kalibrierung der Zeitablenkung
a) Stellen Sie am Oszilloskop (Kanal 1) den Strahl als dünne, gut sichtbare Linie auf die
Bildschirmmitte ein.
b) Legen Sie an den Eingang (Kanal 1) eine Wechselspannung aus einem Netzteil mit
50Hz so, dass auf dem Bildschirm etwa zwei Wellenzüge zu sehen sind.
c) Kalibrieren Sie mit der Feineinstellung die Zeitablenkung so, dass die Anzeige mit der
Schwingungsdauer der Eingangsspannung genau übereinstimmt.
2.2
Aufbau der Schaltung
Bauen Sie die Schaltung eines Rechteckgenerators auf und prüfen Sie mit dem
Oszilloskop am Schaltungsausgang auf Funktion. Die Bauteilewerte sind:
2.3
•
R1 = 10 kΩ
•
R2 = 4,7 kΩ
•
C1 = 0,1 µF
Messungen an der Schaltung
Skizzieren Sie die Anzeige des Oszilloskops an den Punkten 1 bis 3 der Schaltung und
notieren Sie dazu die Einstellungen der Zeitablenkung und des Messbereichs der
Spannung. Ermitteln Sie die folgenden Größen:
oszilloskop.odt
Geßler / Müller
•
Spannung Uss (Spitze-Spitze) an Punkten 1, 2, 3
•
Periodendauer
•
Frequenz
•
Tastgrad (Dauer High-Pegel / Periodendauer)
Nov 2010
www.ces.karlsruhe.de/culm/
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Alle Messungen werden mit der Schalterstellung DC am Oszilloskop-Eingang ausgeführt.
Beschreiben Sie, welche Wirkung die Schalterstellung AC auf die Anzeige des
Ausgangssignals hat.
2.4
Oszillator mit einstellbarer Frequenz
a) Ersetzen Sie den Widerstand R2 durch ein 100kΩ-Potentiometer (10-Gang) und stellen
Sie die Abhängigkeit der Frequenz und des Tastgrades vom Widerstand grafisch dar.
b) Prüfen Sie durch Variation der Widerstands- und Kapazitätswerte, bis zu welchen
Frequenzen Rechteckschwingungen ohne nennenswerte Verzerrungen erzeugt werden
können.
3
Hinweise und Links
Bei großer Strahlintensität und besonders bei ausgeschalteter Zeitablenkung entstehen
Schäden an der Leuchtschicht des Bildschirms. Vermeiden Sie diese Einstellungen.
Bauen Sie die Schaltung möglichst in der gleichen Anordnung wie auf dem Schaltplan auf.
Aus einem Schaltungsvorschlag stammen die Angaben f=1.44/(R1+2*R2)/C1 für die
Frequenz und τ=R1/(R1+2*R2) für den Tastgrad.
oszilloskop.odt
Geßler / Müller
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