Чернігівський національний технологічний університет

Чернігівський НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КОЛЕДЖ транспорту та комп’ютерних технологій

ЗАТВЕРДЖУЮ

Голова методичної ради

______________ В.М.Радченко

«___» _____2015р.

МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК

до лабораторних занять із дисципліни «Комп′ютерна електроніка»

для студентів спеціальності 5.05010201

«Обслуговування комп’ютерних систем і мереж»

СХВАЛЕНО

Протокол засідання

циклової комісії

«___» ____ 2015 р. №___

 

 

Рік

 

 

ЗМІСТ

1 Пояснювальна записка
2 Витяг із робочої програми
3 Інструкція з техніки безпеки
4 Перелік посилань
5 Зміст лабораторних занять
Лабораторне заняття №1 Дослідження випрямного діода Лабораторне заняття №2 Дослідження стабілітрона Лабораторне заняття №3 Дослідження біполярного транзистора Лабораторне заняття №4 Дослідження польового транзистора Лабораторне заняття №5 Дослідження безтрансформаторних підсилювачів потужності Лабораторне заняття №6 Дослідження диференційного підсилювача
Лабораторне заняття №7 Дослідження електронних пристроїв на ОП Лабораторне заняття №8 Дослідження LC - генераторів синусоїдних коливань Лабораторне заняття №9 Дослідження компенсаційних стабілізаторів
Лабораторне заняття №10 Дослідження автоколивального мультивібратора на операційному підсилювачі Лабораторне заняття №11 Дослідження цифрових компараторів Лабораторне заняття №12 Дослідження роботи логічних елементів на ТТЛ Лабораторне заняття №13 Дослідження цифро - аналогових перетворювачів

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

До програми курсу „Комп′ютерна електроніка” входить виконання лабораторних робіт. Теми лабораторних робіт охоплюють всі розділи предмету, що забезпечує вивчення базових та найбільш поширених і застосовуваних на практиці схем радіотехнічних пристроїв.

У ході виконання лабораторної роботи студенти повинні:

- набути навички визначення характеристик і параметрів напівпровідникових приладів та основних електронних пристроїв;

- одержати уявлення про можливості використання тих або інших напівпровідникових приладів, інтегральних мікросхем при рішенні визначених задач;

- навчитися читати схеми найбільш розповсюджених електронних пристроїв, розрізняти умовні позначення напівпровідникових приладів, інтегральних лінійних і цифрових мікросхем.

- навчитися аналізувати схеми поширених електронних пристроїв, розрізняти умовні позначення застосованих радіоелементів;

- зрозуміти принципи роботи основних електронних приладів та пристроїв: НП діодів, стабілітронів, біполярних та польових транзисторів, підсилювачів, автогенераторів, транзисторних ключів, ЦАП;

- набути навички визначення характеристик і параметрів електронних приладів та пристроїв різними засобами дослідження та вміння аналізувати їх;

- мати уявлення про можливості використання напівпровідникових приладів, інтегральних мікросхем при рішенні певних практичних задач.

Лабораторні роботи проводяться поетапно після вивчення відповідного теоретичного матеріалу. Наведені в кожній лабораторній роботі теоретичні відомості охоплюють необхідний для підготовки і виконання роботи мінімум навчального матеріалу.

До початку кожної лабораторної роботи студенти повинні ознайомитись з порядком її виконання, внести у звіт назву роботи, її мету, перелік приладів, які застосовуються у даній роботі, хід виконання.

Крім того, підготовка до лабораторної роботи передбачає вивчення теоретичного матеріалу, а також виконання розрахункового завдання. Завдання включає в себе розрахунок параметрів і режимів роботи досліджуваних електронних пристроїв.

Перед початком роботи проводиться перевірка підготовленості студентів до роботи шляхом тестового або фронтального опитування з теоретичного матеріалу, а також наявність частини звіту, яка оформлюється при підготовці до роботи. В разі негативних результатів щодо опитування і підготовки частини звіту студент не допускається до виконання лабораторної роботи.

Результати отриманих вимірювань студенти обов’язково пред’являють викладачу. В разі згоди викладача з отриманими даними результатів вимірювань можна приступати до обробки результатів вимірювання згідно завдань та остаточно оформити звіт.

Захист лабораторної роботи проводиться шляхом усного або письмового опитування кожного студента.

Лабораторна робота вважається зарахованою при наявності повністю оформленого звіту і позитивної оцінки при захисті.

Лабораторні роботи проводяться на сучасному рівні з використанням ПЕОМ і комп’ютерної програми проектування і моделювання роботи електронних пристроїв Electronics Workbench. Дана програма дозволяє проводити моделювання з широким дослідженням роботи радіотехнічних пристроїв в різних режимах і вивчати залежність вихідних сигналів від зміни параметрів схем пристроїв.

 

Вимоги до оформлення звіту.

Результати виконання розрахункового завдання та експериментальної частини лабораторної роботи заносяться у бланк звіту.

Звіт містить титульний лист, схеми досліджуваних радіотехнічних пристроїв, таблиці з результатами вимірів і часові діаграми, що пояснюють їх роботу, а також висновки виконавця щодо отриманих результатів і відповіді на контрольні питання.

Звіт з лабораторної роботи повинен бути виконаний на білих аркушах паперу формату А4. На титульному листі необхідно зробити напис:

Звіт

з лабораторних робіт

по предмету „Комп′ютерна електроніка”

студента групи КС...

(прізвище, ім’я)

 

Звіт повинен містити:

- назву лабораторної роботи;

- мету лабораторної роботи;

- перелік вимірювальних приладів і обладнання;

- хід виконання та розрахунки;

- таблиці вимірюваних параметрів;

- характеристики та часові діаграми, що пояснюють дію досліджуваного приладу або пристрою;

- висновки щодо виконання роботи і аналіз отриманих результатів.

 

 

ВИТЯГ ІЗ РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ

ТЕМИ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ

№ з/п	№ заняття	Тема дисципліни	Кількість годин	Зміст лабораторного заняття
ІV семестр (10 годин)
		1.5 Напівпровідникові діоди		Дослідження випрямного діода
		1.5 Напівпровідникові діоди	2-4	Дослідження стабілітрона
		1.6 Транзистори	2-6	Дослідження біполярного транзистора
		1.6 Транзистори	2-8	Дослідження польового транзистора
		3.6 Підсилювачі потужності	2-10	Дослідження безтрансформаторних підсилювачів потужності
V семестр (16 годин)
		3.10 Операційні підсилювачі	2-2	Дослідження роботи диференційного підсилювача
		3.10 Операційні підсилювачі	2-4	Дослідження електронних пристроїв на ОП
		3.11 Генератори гармонічних коливань	2-6	Дослідження LC - генераторів синусоїдних коливань
		3.12 Стабілізатори напруги живлення	2-8	Дослідження компенсаційних стабілізаторів
		5.3 Імпульсні генератори	2-10	Дослідження роботи мультивібратора на ОП
		5.6 Цифрові компаратори	2-12	Дослідження цифрових компараторів
		5.4 Логічні елементи	2-14	Дослідження роботи логічних елементів на ТТЛ
		3.8 Цифро-аналогові перетворювачі	2-16	Дослідження цифро - аналогових перетворювачів
Усього 26 годин

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1 Бойко В.І. Основи технічної електроніки: у 2 кн. Кн.2 Схемотехніка / В.І.Бойко, А.М.Гуржій. – К.: Вища шк., 2007. – 510 с.

2 Бойко В.І. Основи схемотехніки електронних систем / В.І.Бойко, А.М.Гуржій, В.Я.Жуйков. – К.: Вища шк., 2004. – 527 с.

3 3 Васильєва Л.Д. Напівпровідникові прилади: Підручник / Л.Д.Васильєва, Б.І.Медведенко, Ю.І.Якименко: – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2003. – 388 с.

3 Гуржій А.М. Імпульсна та цифрова техніка: підручник для учнів професійно- технічних навчальних закладів / А.М.Гуржій, В.В.Самсонов, Н.І.Поворознюк. – Х.: ТОВ «Компанія СМІТ», 2005. – 424 с.

4 Джонс М.Х. Электроника-Практический курс / М.Х. Джонс. - М.: Техносфера, 2006. – 512 с.

5 Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы / Б.А. Калабеков. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. – 336 с.

6 Колонтаєвський Ю.П. Електроніка і мікросхемотехніка / Ю.П.Колонтаєвський, А.Г.Сосков. - К.: Каравела, 2012. – 416 с.

7 Лачин В.И. Электроника: учеб.пособие / Лачин В.И., Савелов Н.С. – 4-е изд. – Ростов н/Д: Изд-во «Феникс», 2004. – 576 с.

8 Матвієнко М.П. Комп'ютерна схемотехніка: навчальний посібник / М.П.Матвієнко, В.П.Розен. – К.: Видавництво Ліра-К, 2012.- 192 с.

9 Перельман Б.Л. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справочник. / Б.Л.Перельман. – М.: Радио и связь, 1981. – 656 с.

10 Рябенький В.М. Цифрова схемотехніка / В.М. Рябенький, В.Я. Жуйков. – Львів: Новий світ, 2009. - 736 с.

11 Схемотехніка електронних систем: у 3 кн. Кн.1. Аналогова схемотехніка та імпульсні пристрої: підручник / В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков та ін. – К.: Вища шк., 2004. – 366 с.

12 Турута Е.Ф. Предварительные усилители низкой частоты / Е.Ф.Турута. - М.: ДМК Пресс, 2008. – 176 с.

 

ХІД РОБОТИ

1 Зняття ВАХ при прямому включенні стабілітрону (рис.1)

Для зняття ВАХ при прямому включенні діоду перемикач S1 поставити в положення 1-3. Змінюючи значення U_пр, зняти залежність І_пр = f(U_пр) (пряма гілка). Дані вимірювань занести у таблицю 1.

Таблиця 1

Пряме включення
Uпр, В
Iпр,mA

 

2 Зняття ВАХ при зворотному включенні стабілітрону (рис.1)

Для зняття ВАХ при зворотному включенні діоду перемикач S1 поставити в положення 2-3. Змінюючи значення U_зв, зняти залежність І_зв = f(U_зв) (зворотна гілка). Особливо ретельно слід знімати характеристику на ділянці стабілізації, так як тут у широкому інтервалі змінення струму діоду напруга U_ст змінюється незначно. Дані вимірювань занести у таблицю 2.

Таблиця 2

Зворотне включення
Uзв, В
Iзв,mA

 

3 Побудова ВАХ

За результатами вимірювань (таблиці 1 і 2) побудувати графік ВАХ (на міліметровому папері).

4 Визначення основних параметрів стабілітрону

За ВАХ визначити: U_ст; І_ст; І_min; І_max; r_ст.

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- найменування та мета роботи;

- схема дослідження;

- перелік приладів;

- результати вимірювань (таблиці 1 і 2);

- графік ВАХ (на міліметровому папері);

- розрахунок та визначення основних параметрів стабілітрону;

- висновки. Розшифрувати маркування дослідженого стабілітрону;

- відповіді на контрольні запитання.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Принцип дії стабілітрону.

2 Чому основним матеріалом для стабілітрону є кремній?

3 Як стабілітрон вмикається у схемі відносно навантаження?

4 Приведіть схему включення стабілітрону, якщо потрібно збільшити напругу стабілізації на навантаженні.

5 Як визначається диференційний опір стабілітрону в режимі стабілізації?

6 Що таке стабістор?

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: по результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

ХІД РОБОТИ

1 Зняття вхідних статичних характеристик транзистора І_Б = f(U_БЕ) при U_КЕ = const

Перед зняттям характеристик заготовляють таблицю спостережень (табл.1 і табл.2).

Таблиця 1

UКЕ = 0 В	UКЕ = 5 В
UБЕ , В	ІБ , мА	UБЕ , В	ІБ , мА

 

Вхідні статичні характеристики транзистора знімають для двох значень напруги U_КЕ . Напругу між базою та емітером змінюють потенціометром R₁.

 

2 Зняття вихідних статичних характеристик транзистора І_К = f(U_КЕ) при І_Б = const

 

Таблиця 2

ІБ = 500, мкА	ІБ = 1000, мкА	ІБ = 2000, мкА
UКЕ , В	ІК , мА	UКЕ , В	ІК , мА	UКЕ , В	ІК , мА

Вихідні статичні характеристики знімають для трьох значень струму бази, що встановлюють потенціометром R1 та підтримують у процесі спостережень незмінними. Напругу U_КЕ змінюють, потенціометром R2.

3 Побудова статичних характеристик транзистора

За результатами вимірювань (табл.1 і табл.2) побудувати сімейства вхідних та вихідних статичних характеристик транзистора на міліметровому папері. Зразковий приклад цих характеристик приведено на рис.2.

а) б)

Рисунок 2 – Вхідні (а) та вихідні (б) ВАХ біполярного транзистора

 

4 Визначення вхідного та вихідного опорів, коефіцієнтів підсилення транзистора.

За вихідними статичними характеристиками (рис.2,б) можна знайти вихідний опір транзистора R_вих для заданої точки Т. По прирощенням ∆U_КЕ і ∆І_К між точками В і С при постійному струмі І_Б = 40 мкА

R_вих = ∆U_КЕ / ∆І_К =(15В - 1В) / (1,4-0,9)10^-3 А = 28000 Ом = 28 кОм.

Вхідний опір транзистора R_вх визначаємо за вхідними статичними характеристиками (рис.2,а). Точка Т відповідає тому ж режиму, що й на вихідних характеристиках (І_Б = 40 мкА).

По прирощенням ∆І_Б та ∆U_БЕ між точками А і Б при постійній напрузі U_КЕ = 8 В, знаходимо

R_вх = ∆U_БЕ /∆І_Б = (185 мВ-140 мВ) / (50-30)10^-3 мА = 2250 Ом = 2,25 кОм.

Коефіцієнт підсилення струму К_І визначаємо за вихідними характеристиками транзистора (рис.2,б). Нехай транзистор працює при напрузі між колектором і емітером U_КЕ = 8 В, а струм бази дорівнює І_Б = 40 мкА. Цьому режиму на сімействі вихідних характеристик транзистора відповідає точка Т.

По прирощенням ∆І_К та ∆І_Б між точками А і Б при постійній напрузі U_КЕ знаходимо

К_І = ∆І_К /∆І_Б = (1,6 - 0,6)мА / (60 - 20)10^-3 мА = 25, при U_КЕ = 8 В = const.

Коефіцієнт підсилення напруги К_U визначаємо за вхідними характеристиками транзистора (рис.2,а).

Нехай І_Б = const = 30 мкА (т. КА).

Для точки К U_БЕ = 110 мВ, U_КЕ = 0 В

Для точки А U_БЕ = 140 мВ, U_КЕ = 8 В.

К_І = ∆ U_КЕ /∆ U_БЕ = (8 - 0)В / (140-110)10^-3 В = 270.

Коефіцієнт підсилення потужності К_Р визначаємо за формулою:

К_Р = К_І К_U = 25∙270 = 6750.

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- найменування та мета роботи;

- схема дослідження:

- перелік приладів:

- результати вимірювань (таблиці);

- вхідні статичні характеристики транзистора І_Б = f(U_БЕ), при U_БЕ = const (на міліметровому папері):

- вихідні статичні характеристики транзистора І_К = f(U_КЕ), при І_Б = const (на міліметровому папері);

- розрахунок основних параметрів транзистора: вхідного і вихідного опорів, коефіцієнтів підсилення струму, напруги, потужності;

- висновки;

- відповіді на контрольні запитання.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Чому БТ називається біполярним.

2 В якому режимі БТ має підсилювальні властивості?

3 Динамічний режим роботи БТ це?

4 Яка схема включення БТ найбільш застосовується і чому?

5 У якій області знаходиться транзистор p-n-p- структури, якщо U_БЕ = - 0,2 В В; U_КЕ = 6В?

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: по результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

ХІД РОБОТИ

1 Опробування схеми

Для опробування схеми (рис.1) потенціометром R1 встановіть напругу на дільниці «затвор – джерело» приблизно 0,6 В, а потенціометром R2 змініть напругу між стоком та витоком від 0 до + 10 В. Спостерігаючи, як змінюється струм стоку, впевніться у можливості зняття стокової характеристики.

Можливість зняття стокозатворної характеристики перевірте падаючи на стік напругу від 0 до – 10 В. Підтримуючи цю напругу постійною змінюйте напругу між затвором та витоком від 0 до значення напруги, рівної напрузі відсічки, та спостерігайте, як змінюється струм стоку.

2 Зняття стокових характеристик польового транзистора І_С = f(U_СВ), при U_ЗВ = const.

2.1 Перед зняттям характеристик заготуйте таблицю спостережень (табл.1).

2.2 Стокові характеристики польового транзистора знімають для 4 – 5 значень напруги U_ЗВ. Величини напруг затвор – виток залежать від типу транзистора та знаходяться у межах від 0 до +10 В. Напругу стоку змінюють у процесі зняття характеристики через (1 – 2) В потенціометром R2.

Таблиця 1

UЗВ 1 =	UЗВ 2 =	UЗВ 3 =	UЗВ 4 =
UСВ, В	ІСВ, мА	UСВ, В	ІСВ, мА	UСВ, В	ІСВ, мА	UСВ, В	ІСВ, м А

3 Зняття стокозатворної характеристики польового транзистора І_С = f(U_ЗВ), при U_СВ = const

3.1 Перед зняттям характеристики заготуйте таблицю спостережень (табл.2).

 

Таблиця 2

UЗВ , В
ІС , мА

 

3.2 Стокозатворну характеристику знімають для одного значення напруги стоку, наприклад U_СВ = - 5 В. При цьому змінюють напругу затвору від 0 (при максимальному значенні струму стоку) до напруги відсічки (при якому струм стоку дорівнює 0) через 0,5 В.

4 Побудова стокових та стокозатворних характеристик польового транзистора

4.1 За результатами вимірювань (табл.1 і табл.2) побудуйте сімейство стокових (вихідних) характеристик, та стокозатворну (вхідну) характеристику польового транзистора на міліметровому папері. Зразковий приклад цих характеристик приведено на рис.3, 4.

Рисунок 3 – Стокові характеристики Рисунок 4-Стокозатворна характеристика

5 Визначення параметрів польового транзистора

5.1 За стокозатворною характеристикою (рис.4) визначають:

- напругу відсічки U_{ЗB 0};

- крутизну стокозатворної характеристики S = ΔI_С /ΔU_ЗВ = fe/de [mA/В], при U_СВ =const;

- вхідний опір R_вх = ΔU_ЗВ / ΔI_З [Ом]; R_вх = de/fe.

5.2 Для визначення внутрішнього (вихідного) диференційного опору на одній із стокових характеристик (рис. 3) будують характеристичний трикутник Δaвс з якого знаходять

R_і =ΔU_СВ /ΔI_С [Ом], при ΔU_ЗВ =const; R_вих = aс/вс.

5.3 За внутрішнім рівнянням польового транзистора визначають коефіцієнт підсилення

μ = S·R_i.

Зверніть увагу на узгодження одиниць вимірювання S та R_i.

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- найменування та мета роботи;

- схема дослідження:

- перелік приладів:

- результати вимірювань (таблиці);

- стокозатворна характеристика польового транзистора І_С = f(U_ЗВ), при U_СВ = const (на міліметровому папері).

- стокові характеристики польового транзистора І_С=f(U_СВ), при U_ЗВ=const (на міліметровому папері).

- розрахунок основних параметрів польового транзистора: вхідного і вихідного опорів, крутизну характеристики, напругу відсічки, коефіцієнта підсилення.

- висновки;

- відповіді на контрольні запитання.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Чим керується польовий транзистор?

2 Який у ПТ вхідний опір?

3 Як поділяються ПТ з ізольованим затвором?

4 При якій полярності напруги на затворі МДН – транзистор з каналом р - типу працює в режимі збіднення?

5 Яким чином можна змінювати переріз каналу S_К?

 

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: по результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

 

 

ХІД РОБОТИ

1 Дослідження схеми на рисунку 1

1.1 Вивчити схему безтрансформаторного підсилювача на рисунку 1, склад елементів і їх призначення.

1.2 Подати на вхід синусоїдний сигнал від генератора амплітудою 3В та частотою 1000 Гц.

1.3 Підключити до входу підсилювача перший вхід осцилографа, а до навантаження - другий вхід. Замалювати форму вхідного і вихідного сигналів.

1.4 Заміряти за допомогою вольтметра змінного струму вхідну U_ВХ і вихідну U_ВИХ напруги підсилювача, за допомогою мілліамперметра змінного струму - вхідний І_ВХ і вихідний І_ВИХ струми. Дані занести у таблицю 1.

1.5 Розрахувати коефіцієнт підсилення за напругою К_U і потужністю К_Р.

2 Дослідження схеми на рисунку 2

2.1 Вивчити схему безтрансформаторного підсилювача на рисунку 2, склад елементів і їх призначення.

2.1 Повторити для схеми підсилювача, що працює в режимі AB, операції по пп.1.2 – 1.4.

Дані занести у таблицю 1.

2.2 Розрахувати коефіцієнт підсилення за напругою К_U і потужністю К_Р.

 

Таблиця 1

	UВХ, мВ	UВИХ, мВ	ІВХ, мкА	ІВИХ, мА	КU	КР
Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі В
Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі АВ

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- найменування роботи;

- мета роботи;

- схеми безтрансформаторних підсилювачів потужності;

- розрахункова частина;

- осцилограми отриманих сигналів в різних режимах;

- висновки;

- відповіді на контрольні запитання.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Які схеми підсилювачів потужності застосовують в режимі класу В?

2 Які каскади використовують у складі ІМС?

3 Задача 1. Визначити опір резистора в колі колектора R_К, якщо напруга живлення транзисторного каскаду Е_К = 30 В, а струм колектора спокою І_К0 = 2 мА.

(Відповідь: 7,5 кОм).

4 У чому полягає особливості роботи вихідних каскадів?

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: по результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

 

 

ХІД РОБОТИ

1 Підготовка до роботи

1.1 Вивчити схему диференційного підсилювача К118УД1Б. Вказати призначення елементів.

1.2 Визначити струм зміщення з вільними (непід'єднаними) виводами 8 і 11.

1.3 Визначити струм зміщення в оптимальному режимі – з заземленими виводами 8 і 11.

1.4 Визначити струм зміщення в максимальному режимі – з замкненими виводами 8 і 12, вивід 11 при цьому заземлений.

2 Виконання роботи за допомогою комп'ютерного моделювання дії мікросхеми К118УД1Б

2.1 Накреслити схему вмикання для симетричних входу і виходу ДП.

2.1.1 Подати на входи In1, In2 комп'ютерної моделі К118УД симетричний синфазний вхідний сигнал U_ВХ =50 мВ, 1000 Гц. Для забезпечення синфазних вхідних сигналів у вхідному колі транзистора VT2 перемикач „Х” поставити у ліве положення – підключаються джерела сигналу з однаковою фазою. Перемикач „Z” знаходиться при цьому в нижньому положенні.

Замалювати амплітудну характеристику.

2.1.2 Подати на входи In1, In2 ІМС симетричний протифазний вхідний сигнал. Для цього перемикач „Х” поставити у праве положення для включення у вхідне коло транзистора VT2 (In2) джерела сигналу U_ВХ2 =50мВ, 1000 Гц, з зсувом за фазою на 180°. Перемикач „Z” залишити в нижньому положенні. Прослідити, як на симетричному виході зміниться вихідна напруга при дії вхідного протифазного сигналу. Замалювати амплітудну характеристику, визначити U_ВИХ та К_UД.

2.2 Накреслити схему вмикання для несиметричного входу та симетричного виходу. Для забезпечення несиметричного входу на схемі поставити перемикач „Z” у верхнє положення, заземливши таким чином транзистор VT2. Тобто отримаємо ДП по входу In1, вхід In2 заземлений.

2.2.1 Виводи 8 і 11 мікросхеми залишити вільними (непід'єднаними), для чого перемикач „В” поставити також у вільне положення. Перемикач „N” повинен стояти в правому положенні, перемикач „М” – в нижньому. Подати вхідний сигнал U_ВХ1 =50мВ, 1000 Гц на вхід In1, замалювати амплітудну вихідну характеристику, визначити U_ВИХ та К_UД.

2.2.2 Установити дільником оптимальний режим, тобто заземляємо виводи 8 і 11 ІМС. Для чого перемикач „В” перевести у верхнє положення, перемикач „М” – у верхнє положення. Прослідити зміну підсилення, замалювати амплітудну характеристику, визначити U_ВИХ та К_UД.

2.2.3 Дослідити максимальний режим роботи ІМС К118УД1Б. Для цього замкнути виводи 8 і 12, залишаючи вивід 11 заземленим, тобто перемикач „N” поставити у ліве положення. Прослідити зміну підсилення, замалювати амплітудну характеристику, визначити U_ВИХ та К_UД.

Дані занести у таблицю 1.

Таблиця 1

	Схема з симетричними входом і виходом	Схема з несиметричним входом і симетричним виходом
Синфазний сигнал	Протифазний сигнал	Відключений дільник	Оптимальний режим	Максимальний режим
UВХ, мВ
UВИХ, мВ
КU

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- найменування роботи;

- мета роботи;

- схема ДП на ІМС К118УД1Б і типова схема його включення;

- розрахункова частина;

- осцилограми отриманих сигналів в різних режимах;

- висновки;

- відповіді на контрольні запитання.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

4 Де застосовуються підсилювачі постійного струму (ППС)?

5 Чому дорівнює коефіцієнт підсилення диференційного підсилювача?

6 Що таке дрейф і як його зменшити?

7 Які сигнали підсилює, а які ослаблює диференційний каскад з симетричним виходом?

 

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: по результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

ХІД РОБОТИ

1 Дослідити схему інтегратора.

1.1 Вивчити схему інтегратора, зображеного на рис. 1. Назвати, на яких елементів він побудований, пояснити принцип формування вихідного сигналу. Розрахувати сталу часу інтегрування для обох варіантів підключення ємності за формулою τ=RС.

1.2 Встановити частоту генератора G1 500 Гц. Підключити в ланку від’ємного зворотнього зв’язку за допомогою перемикача спочатку конденсатор з ємністю С1=200 нФ, а потім С2=50 нФ.

1.3 Замалювати осцилограми вхідного сигналу і вихідних сигналів для обох варіантів.

1.4 Проаналізувати, як змінюється амплітуда вихідного проінтегрованого сигналу при зміні ємності і від зміни сталої часу τ.

2 Дослідити схему диференціатора.

2.1 Вивчити схему диференціатора, зображеного на рис. 2. Назвати, на яких елементів він побудований, пояснити принцип формування вихідного сигналу. Розрахувати сталу часу диференціювання для обох варіантів підключення резистора за формулою τ=RС.

2.2 Встановити частоту генератора G1 500 Гц. Підключити в ланку від’ємного зворотнього зв’язку за допомогою перемикача спочатку резистор з опором R2=20кОм, а потім R3=5 кОм.

2.3 Замалювати осцилограми вхідного сигналу і вихідних сигналів для обох варіантів.

2.4 Проаналізувати, як змінюється амплітуда вихідного продиференційованого сигналу при зміні опору резистора ланки зворотнього зв’язку і від зміни сталої часу диференціювання τ.

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- титульний лист з назвою роботи та її виконавцем;

- мета роботи;

- перелік приладів;

- схеми інтегратора і диференціатора;

- розрахунки сталих часу;

- часові діаграми;

- висновки;

- відповіді на контрольні запитання.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Що таке операційний підсилювач?

2 Як змінюється полярність вихідного сигналу при поданні вхідного сигналу на інвертуючий та неінвертуючий входи?

3 Назвіть основні параметри ідеального ОП.

4 Як впливає зміна частоти на коефіцієнт підсилення інтегратора і диференціатора?

5 Як впливає зміна сталої часу на вихідну напругу інтегратора і диференціатора?

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: По результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

 

 

ХІД РОБОТИ

1 Вивчіть схему дослідження LC - генератора, наведену на рисунку 1.

2 Назвіть елементи, з яких складається ця схема і поясніть їх призначення.

3 Подати напругу живлення 9 В на LC - генератор.

4 Тумблер S1 встановити в положення 1-2.

5 Змінюючи ємність конденсатора С (С1, С2) зворотного зв'язку, отримати на виході схеми синусоїдні коливання.

6 Заміряйте напругу на виході LC – генератора U_вих і напругу у ланцюзі зворотного зв'язку U_ЗЗ для С1= 100 пФ. Данні вимірювань занести у таблицю.

 

Таблиця

	Uвих, мВ	UЗЗ , мВ	КU	β	f, Гц	ρ, Ом	Т, с
С1 =100 пФ
С2 =200 пФ

 

7 Тумблер S1 встановити в положення 1-3.

8 Заміряйте напругу на виході LC – генератора U_вих і напругу у ланцюгу зворотного зв'язку U_ЗЗ для С1= 200 пФ. Данні вимірювань занести у таблицю.

9 Замалюйте характеристики LC – генератора для значень ємності конденсаторів С1 і С2 (U_вх = f (t); U_вихС1 = f (t); U_вихС2 = f (t)).

10 Розрахуйте параметри LC – генератора: коефіцієнт зворотного зв'язку β = 1/ К_U, коефіцієнт підсилення К_U = U_вих / U_ЗЗ, частоту коливань генератора f = 1/ 2π√LC, період коливань генератора Т = 1/ f, хвильовий опір ρ =√L/C для значень ємності конденсаторів С1 і С2. Визначені дані занести у таблицю.

 

ЗМІСТ ЗВІТУ:

- титульний лист з назвою роботи та її виконавцем;

- мета роботи;

- перелік обладнання;

- схема LC автогенератора;

- - розрахункова частина;

- осцилограми отриманих сигналів при різних значеннях С1, С2;;

- таблиця з результатами;

- висновки;

- відповіді на контрольні запитання.

 

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Чим відрізняються електронні автогенератори від підсилювачів?

2 Яку форму напруги генерують схеми автогенератора типу LC.

3 Чим визначається частота коливань, що генеруються, в генераторі типу RC?

4 Назвіть умови самозбудження автогенераторів?

5 Назвіть умови стабільності схеми

 

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: По результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

 

 

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова

 

 

ХІД РОБОТИ

1 Вивчити схему випрямляча на рис.1, склад елементів і їх призначення

2 Випробування схеми

2.1 Перемикачем Space виключити конденсатор С1, поставивши його в нижнє положення. До входу схеми підключити джерело живлення ~6 В.

Плавно збільшуйте вхідну напругу U_вх від 6 до 18 В згідно таблиці 1 спостерігати зміну вихідної напруги U_вих.

У працездатному стабілізаторі вихідна напруга U_вих плавно змінюється до свого номінального значення, а потім величина U_вих залишається постійною.

2.2 Перемикачем Space включити конденсатор С1, поставивши його в верхнє положення. До входу схеми підключити джерело живлення ~6 В.

Плавно збільшуйте вхідну напругу U_вх від 6 до 18 В згідно таблиці 1 спостерігати зміну вихідної напруги U_вих.

У працездатному стабілізаторі вихідна напруга U_вих плавно змінюється до свого номінального значення, а потім величина U_вих залишається постійною.

 

Таблиця 1