ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

по дисциплине

ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ

СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ

для студентов специальности

1003.02 – «Эксплуатация судовых

энергетических установок»

всех форм обучения

Севастополь

УДК 621.3(07)

М545

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Электроника и электронные средства управления» для студентов всех форм обучения специальности 1003.02 - «Эксплуатация судовых энергетических установок» / Разраб. С.А. Конева – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2007.- 48 с.

Цель методических указаний: оказать помощь студентам при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Электроника и электронные средства управления».

Методические указания утверждены на заседании кафедры «Судовые и промышленные электромеханические системы», протокол № 9 от 27 июня 2007 г.

Допущено учебно - методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

Рецензент: канд. техн., наук, доцент Шоцкий А.Н.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Лабораторная работа №1 Исследование статических характеристик полупроводниковых приборов
2. Лабораторная работа №2 Исследование статических характеристик полупроводниковых тиристоров и транзисторов
3. Лабораторная работа №3 Проверка работоспособности интегральных логических элементов
4. Лабораторная работа №4 Исследование нерегулируемых трехфазных выпрямителей
5. Лабораторная работа №5 Исследование симметричного триггера на интегральных микросхемах
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы по курсу " Электроника и электронные средства управления" имеют целью закрепить теоретические знания, развить навыки экспериментальных исследований, научить студентов умело и целенаправленно оценивать технические характеристики и эксплуатационные свойства элементной базы электронных приборов.

Тематика лабораторных работ включает вопросы, связанные с изучением и исследованием полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также различных функциональных устройств.

Лабораторные работы выполняются по цикловому методу группой, состоящей из двух-трех студентов. При подготовке к выполнению работы студенты обязаны проработать теоретический материал, относящийся к данной работе. Перед началом работы руководитель проводит контрольную проверку готовности студентов к выполнению работы.

По окончании каждой лабораторной работы оформляется отчет в виде протокола испытаний на листах формата А4.

Защита лабораторных работ производится бригадой, выполнявшей работы, с индивидуальным опросом каждого студента.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Цель работы

Ознакомиться с принципом работы и конструкцией полупроводникового диода и стабилитрона. Снять опытным путем вольт-амперную характеристику (ВАХ) и параметры.

Теоретическая часть

Полупроводниковые приборы, структура которых представляет собой n-р или р-n переход, придающий им свойства односторонней проводимости, называется диодами.

Рисунок 1.1- Вольт- амперная характеристика диода

Выпрямительные свойства диодов характеризуется рядом параметров, определяющих токи и напряжение в прямом и обратном направлениях. Эти параметры определяются вольт-амперной характерис-тикой диода, приведенной на рис.1.1. Прямая ветвь в пределах первого квадранта соответствует открыто-му состоянию диода и характеризуется: Uпр – постоянным прямым напряжением; Inp - постоянным прямым током диода.

Обратная ветвь (третий квадрант) соответствует закрытому состоянию диода и характеризуется: Uобр - обратным напряжением; Iобр - постоянным обратным током диода.

Рисунок 1.2 - Вольт- амперная характеристика стабилитрона.

Стабилитроном называется полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения. В зависимости от назначения кремниевые стабилитроны можно классифицировать на следующие основные группы: для стабилизации постоянного и переменного напряжения; для ограничения и формирования импульсов; для работы в схемах усилителей; для защиты от перегрузок и т.д. Важнейшей характеристикой стабилитрона является его вольт-амперная характеристика (рис. 1.2).

Стабилитроны могут проводить ток в обоих направлениях: прямом и обратном. При приложении напряжения прямой полярности стабилитроны ведут себя как обычные диоды. Обычно эта ветвь характеристики является нерабочей, однако, в ряде случаев такой режим работы стабилитрона может быть использован, например, в целях температурной компенсации опорного напряжения.

Обратная ветвь ВАХ может быть разбита на три области: малой проводимости, предпробойную область и область пробоя. Участок обратной ветви характеристики с высокой проводимостью является основным рабочим участком стабилитрона. Обычно ветвь обратного тока изображают так, как показано на рис. 1.2. При этом рабочий участок характеристики получается пологим. Для этого участка характеристики характерна практическая независимость Uст от Iн. Напряжение Uст называют напряжением стабилизации.

Интерес также представляют температурные характеристики стабилитронов. Использование кремниевого стабилитрона в источниках опорного напряжения и в стабилизаторах напряжения требуют знания температурного изменения (дрейфа) напряжения стабилизации Uст.

Порядок выполнения работы

1. По схеме, приведенной на рис.1.3, а снять и построить прямую ветвь вольт-амперной характеристики полупроводникового диода для чего: переключатель S1 поставить в положение " I", кнопку S2 поставить в положение " Отжато". Меняя напряжение на аноде диода потенциометром RI, записать показания вольтметра V1 (вся шкала 15 В) и амперметра A1 (вся шкала 30 мА).

2. По схеме, приведенной на рис. 1.3, б снять и построить обратную ветвь вольт-амперной характеристики полупроводникового диода, для чего: переключатель S1 поставить в положение " I", кнопку S2 в положение " Нажато". Меняя напряжение на аноде потенциометром R1, записать показания вольтметра V1 и амперметра A1 (вся шкала 50 мкА).

3. По схеме, приведенной не рис. 1.3, в) снять и построить ВАХ стабилитрона (рабочую ветвь), для чего: S1- в положение " 2". Меняя напряжение на стабилитроне потенциометром R1, записать показания вольтметра V1 и амперметра A1.

На вольт-амперной характеристике показать рабочий участок, а также его параметры (Iamin, Iamах, Uст.).

Оформление отчета

Отчет должен одержать:

1. Цель работы

2. Краткую характеристику исследуемых элементов

3. Схему установки с перечнем оборудования и приборов, использованных в работе

4. Таблицы с экспериментальными данными, соответствующими графиками, и выводы по работе.

6. Контрольные вопросы

Принцип действия, параметры, характеристика и маркировка диодов и стабилитронов.

Выполнение лабораторной работы рассчитано на 2 часа.

Рисунок 1.4 – Вольт- амперные характеристики: а, б – диода;

в, г - стабилитрона

Лабораторная работа №2

Цель работы

Ознакомиться с принципом работы и конструкцией тиристора и снять опытным путем вольт-амперную характеристику. Ознакомиться с принципом работы и конструкцией биполярного и полевого транзисторов и снять опытным путем входную и выходные характеристики.

Теоретическая часть

Тиристор – полупроводниковый прибор с тремя (или более) р-п- переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения, причем изменение состояния тиристора происходит скачкообразно. Условные графические обозначения тиристоров приведены на рис. 2.2.и 2.3.

Простейшим тиристором с двумя выводами является диодный тиристор - динистор.

Триодный тиристор – тринистор имеет дополнительно третий (управляющий) электрод. Как диодный, так и триодный тиристоры имеют четырехслойную структуру с тремя p-n- переходами.

Питающее напря-жение подается на тиристор таким образом, что переходы П₁ и П₃оказываются открытыми, а П₂–закрытым. Сопротивления открытых переходов незначительны, поэтому почти все питающее напряжение U_пр приложено к закрытому переходу П₂, имеющему высокое сопротивление. Следовательно, ток тиристора мал.

Транзисторы - полупроводниковые триоды - широко применяются в различных схемах судовой электроники и автоматики. Транзистор – монокристалл, состоящий из трех областей различной проводимости – электронной (n) и дырочной (p). В зависимости от типа областей кристалла различают транзисторы р-n-р и n-p-n. Крайние области называются коллектором и эмиттером, а средняя - базой. В зависимости от того, какой электрод является общим для входа и выхода, рассматривают три типа включения транзистора в схемы (рис.2.4.): с общей базой (а), общим эмиттером (б) и общим коллектором (в).

Рисунок 2.4 – Схемы включения транзисторов

Транзистор характеризуется семейством входных и выходных характеристик, которые зависят от схемы его включения. Для транзистора, включенного по схеме с общей базой, входные характеристики представляют зависимость тока эмиттера Iэ от напряжения эмиттер – базы Uэб при постоянном значении напряжения коллектор–базы Uкб и имеют вид, показанный на рис. 2.5, а), а выходные характеристики– зависимость тока коллектора Iк от напряжения коллектор- базы Uкб при постоянном значении тока эмиттера Iэ (рис. 2.5, б). Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, под входными характеристиками понимают зависимость Iб=f(Uбэ) при Uкэ=const (рис.2.5, в), а под выходными характеристикам – Iк=f(Uэк) при Iб=const (рис.2.5, г).

Характеристики для схемы с общим коллектором" не снимаются - при анализе и расчете таких схем пользуются характеристиками и параметрами, получаемыми в экспериментах для схем " с общей базой» и " общим эмиттером".

Порядок выполнения работы

4.1. По схеме, приведенной на рис. 2.6 снять и построить

вольт-амперную характеристику тиристора, для чего: S1– в положение 3, S3- в положение " I". Потенциометром R1 установить напряжение на аноде U1=15В. Увеличивая потенциометром R2 величину напря-жения Uу между управляющим электродом и катодом тиристора (V2), а также ток управляющего электрода тиристора Iy (A2), зафиксировать момент включения тиристора. При этом определить величины: Іy, Uy, а также ток анода Іa и остаточное напряжение на аноде Uост открытого тиристора.

4.2. По схеме, приведенной на рис. 2.7 снять и построить входную характеристику биполярного транзистора, для чего:

S1–в положение " 4", S3– в положение " 1" (3В). Потенциомет -ром RI установить Uкэ=0(В) (V1). Меняя потенциометром R2 величину тока базы Iб (А2), снять зависимость Iб=f(Uбэ) при Uкэ=const. Ту же зависимость снять, поддерживая потенциометром R1 напряжение Uкэ=1В.

4.3. По схеме приведенной на рис. 2.8, снять и построить семейство выходных характеристик биполярного транзистора, для чего: S1- в положение " 4", S3 в положение " 1". Потенциометром R2 установить ток базы Iб=1, 2 мА (А2). Меняя напряжение Uкэ (V1) потенциометром RI по А1 снять зависимость тока коллектора Iк=f(Uкэ) при Iб= 1, 2мА. Ту же зависимость снять при Iб=2, 4мА, 3, 6мА.

4.4. По схеме приведенной на рис. 2.9, снять зависимость тока стока Ic (A1) от напряжения затвор–исток Uзи (V2) Ic=f(Uзи) при постоянном напряжении сток–исток Uси (V1). Для чего: S1–в положение " 5", S3 – в положение " 2". Потенциометром RI установить Uси = 15В. Меняя потенциометром RЗ напряжение на затворе (вся шкала 13В) и поддер-живая постоянным Uси, снять зависимость Iс=f(Uзи).

4.5. По схеме (рис. 2.9) снять семейство стоковых характерис-тик, т.е. зависимость Ic =f(Ucи) при Uзи= const. Для чего: S1- в положение " 5", S3 – в положение " 2". Потенциометром R3 установить Uэк=0В. Изменяя потенциометром R1 величину напряжения Uси(V1) записать показания Ic(AI). Ту же зависимость снять при напряжениях Uзи= 3В, 6В, 9В.

Оформление отчета

Отчет должен одержать:

1. Цель работы и краткую характеристику исследуемых элементов

2. Схему установки с перечнем оборудования и приборов.

3. Таблицы с экспериментальными данными, соответствующими графиками, и выводы по работе.

6. Контрольные вопросы

Принцип действия, параметры, характеристика и маркировка тиристоров и транзисторов.

Выполнение лабораторной работы рассчитано на 4 часа.

Лабораторная работа №3

ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Цель работы

Ознакомиться со структуройбазового элемента И-НЕ транзисторно-транзисторной логики и экспериментально проверить его работоспособность на микросхеме К155ЛАЗ.

Теоретическая часть

Цифровые микросхемы предназначены для обработки, преобразования и хранения цифровой информации. Выпускаются они сериями. Основой каждой серии цифровых микросхем является базовый логический элемент.

Схема базового логического элемента И-НЕ транзисторно-транзисторной логики приведена на рис.3.1. Подобные электронные устройства цифровой техники называют микросхемами транзисторно-транзисторной логики – ТТЛ, потому, что входная логика осуществляется транзистором (первая буква Т), а усиления и инверсия - также транзисторами (вторая буква Т). Входной транзистор VТ1, включенный по схеме с общей базой, двухэмиттерный. Причем эмиттеры соединены с общим проводом питания через диоды VD1; VD2 - они защищают транзистор от случайного попадания на эмиттеры напряжения отрицательной полярности. Транзистор VT2 образует усилительный каскад с двумя нагрузками - эмиттерной (R3) и коллекторной (R2). Снимаемые с них сигналы противофазны (противоположны по уровню), поступают на базы транзисторов VT3 и VT4 выходного каскада.

Таким образом, выходные транзисторы всегда будут находиться в противоположных состояниях - один закрыт, а второй в это время открыт. Этому способствует и диод VD3, падение напряжения на котором создает на эмиттере транзистора VT3относительно его базы более положительное (на 0, 3-0, 4В) напряжение. При наличии на одном или обоих входах элемента напряжения низкого уровня (например, при соединении их с общим проводом питания), транзистор VT1 открыт и насыщен. Транзисторы VT2 и VT4- закрыты, a VT3 - открыт - через него и нагрузку течет ток.

В случае, когда на оба входа будет подано напряжение высокого уровня - транзистор VT1закроется, a VT2 и VT4откроются и тем самым закроют транзистор VT3. Ток через нагрузку практически прекратится - элемент примет нулевое состояние. Напряжение низкого уровня (логический ноль) на выходе элемента равно напряжению на коллекторе открытого транзистора VT4 и не превышает 0, 4В.

Напряжение высокого уровня (логическая единица) составляет не менее 2, 4В. Фактически же уровни логических 0 и 1 на выходе элемента, зависят от сопротивления нагрузки R_Н и могут быть в пределах 0, 1÷ 0, 15В и 3, 3, 5 ÷ 3, 9В соответственно.

Переход элемента из единичного состояния в нулевое происходит скачкообразно при подаче на его входы сигнала напряжением около 1, 15В, называемого пороговым.

Рассмотренный элемент выполняет логическую функцию

Указанную логическую функцию можно задавать в виде таблицы состояний входных и выходных переменных. Логический элемент является исправным, если при наличии на входах логической 1 на выходе получается логический 0.

Проверка логики действия элемента состоит в том, что на выходе будет логический 0 только в том случае, если на входах элемента подается логическая 1. Во всех остальных случаях на выходе будет логическая 1.

Если входы элементов объединить, то логическая схема может выполнять функции инвертора y = (операции НЕ).

Динамические параметры базовых элементов могут быть оценены быстродействием. Характеристикой быстродействия может служить среднее время задержки распространения

сигнала, которое равно

где - времена задержки распространении сигнала при включении и выключении (рис.3.2).

Описание схемы

Схема лабораторного стенда с указанием расположенных элементов, приведена на его передней панели. Элементы имеют следующие назначения: переключатель S1предназначен для подачи питания на схему; лампа HL1- для индикации подачи напряжения на схему; коммутационные гнезда служат для подачи и снятия логических сигналов; вольтметр pV1служит для измерения величины напряжения на различных частях схемы.

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Цель работа.

2. Краткое описание логической микросхемы К155ЛАЗ.

3. Принципиальную схему лабораторного стенда.

4. Результаты эксперимента и вывод по работе.

6. Контрольные вопросы

1. Базовый элемент транзисторно-транзисторной логики. Его составные части и работа.

2. Выполнение электронных схем на основе базового логического элемента МС серии KI55.

3. Что такое логический элемент? Что положено в их основу?

4. Условное и графическое обозначение интегральных микросхем.

Выполнение лабораторной работы рассчитано на 4 часа.

Рисунок 3.1–Схема базового элемента ТТЛ 2И-НЕ

Рис.3.2. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе логического элемента

Рисунок 3.3– Схема базового элемента 2И-НЕ при включении инвертором

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ

ТРЕХФАЗНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Цель работы

Исследование характеристик и параметров трехфазных нерегулируемых выпрямителей: нулевой и мостовой схем выпрямления.

Теоретическая часть

Блок неуправляемых вентилей, соединенных по схеме, называемой схемой выпрямления, осуществляет в выпрямителе основную функцию выпрямления переменного тока в постоянный. В трехфазных выпрямителях применяется, в основном, нулевая и мостовая схемы выпрямления, а также схема с уравнительным реактором.

Трехфазная нулевая неуправляемая схема выпрямления приведена на рис. 4.1. Три фазы вторичной обмотки трансформатора соединяются звездой с выводом нулевой точки. Три вентиля анодами присоединяются к трем свободным концам вторичной обмотки. Первичная обмотка может быть соединена как звездой, так и треугольником.

Из диаграмм напряжений фаз вторичной обмотки (рис.4.1.) видно, что в течение трети периода напряжение одной из фаз выше напряжения двух других.

В эту часть периода ток проводит вентиль, присоединенный анодом к фазе с наибольшим напряжением. Коммутация тока происходит в моменты времени, соответствующие пересечениям положительных полуволн напряжения.

Выпрямленный ток, проходящий через нагрузку Rd, складывается из чередующихся токов ia1, ia2, ia3 (рис.4.1.).

Мостовая неуправляемая схема выпрямления показана на рис. 4.2. и включает трехфазный трансформатор и шесть вентилей. Вентили 1, 3, 5 образуют катодную группу, в которой электрически связанные катоды относятся к положительному полюсу системы. Вентили 2, 6, 4 образуют анодную группу, общая точка которой является отрицательным полюсом системы.

В катодной группе, в течение трети периода, работает вентиль с наиболее высоким потенциалом анода, а в анодной группе работает тот вентиль, у которого катод имеет наибольший отрицательный потенциал.

Чередование работы различных вентилей показано на рис.4.2. (временные диаграммы).

Кривая выпрямленного напряжения (рис. 4.2.) характерна тем, что частота его пульсаций в шесть раз больше частоты питающего напряжения.

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Краткое описание принципа работы схем выпрямления.

3. Принципиальную схему установки с перечнем оборудования и приборов, использованных в работе. Принципиальные схемы исследуемых выпрямителей.

4. Таблицы с экспериментальными данными, отношения напряжений и токов Ud/U₂, Ia/Id, I₂/Id, I₁/Id и осциллограммы с объяснениями. Выводы по работе.

6. Контрольные вопросы

1. Вольт-амперная характеристика и физические процессы, происходящие в полупроводниковом диоде.

3. Принцип действия нулевой схемы выпрямления.

4. Принцип действия мостовой схемы выпрямления.

5. Параметры и характеристики статических выпрямителей.

Выполнение лабораторной работы рассчитано на 4 часа.

Рисунок 4.1.- Трехфазная нулевая неуправляемая схема

выпрямления

Рисунок 4.2.- Мостовая неуправляемая схема выпрямления

Лабораторная работа №5

Цель работы

Ознакомиться с принципом работы и схемой симметричного триггера, собранного на основе логических элементов ИЛИ-НЕ, либо И-НЕ.

Теоретическая часть

Триггеры представляют собой простейшие последовательные устройства. Они широко используются во многих узлах электронной аппаратуры в виде самостоятельных изделий, или в качестве базовых элементов для построения других, более сложных приборов (счетчиков, регистров, запоминающих устройств). К общим свойствам триггеров относится их способность длительное время оставаться в одном из двух (или нескольких) возможных устойчивых состояний и скачком изменять их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние легко распознается по значении выходных напряжений.

Одно из основных применений триггеров - запоминание информации. Под памятью триггера подразумевают способность оставаться в заданном состоянии и после прекращения действия переключающего сигнала. Приняв одно из состояний за I, а другое - за 0, можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.

Понятие «триггер» охватывает много видов устройств, которые существенно различаются между собой по выполняемым функциям, схемному использованию, способам управления, электрическим и конструктивным параметрам. Это:

- асинхронные RS - триггеры;

- синхронные RS - триггеры;

- JK - триггеры;

- D - триггеры;

-DV - триггеры;

- Т и ТV - триггеры;

- несимметричные триггеры.

На рис. 5.1 а, б представлены простейшие симметричные асинхронные триггеры и их условные изображения, собранные на логических элементах ИЛИ-НЕ и И-НЕ.

Асинхронный RS - триггер обладает двумя устойчивыми состояниями, которые обеспечиваются за счет связи выхода одного элемента с одним из входов другого. Свободные входы служат для управления и называются информационными, или логическими.

Рисунок 5.1. а) RS - триггер на логических элементах 2 ИЛИ - НЕ; б) RS - триггер на логических элементах 2 И-НЕ

Симметрия схемы не означает симметрии электрических режимов обоих каскадов. За счет перекрестного соединения выходов и входов создаются условия, при которых при отсутствии входных сигналов один из логических элементов будет заперт, а другой открыт.

Одному из выходов триггера присваивают наименование прямого и обозначают буквой Q, а другому - наименование инверсного и обозначают (" не ку" ), чтобы подчеркнуть, что в логическом смысле сигнал на этом выходе противоположен первому.

Вход, по которому триггер устанавливается в единичном состоянии (Q=1; =0), называют входом S(от английского set - установка), а в нулевое (Q=О, =1)- входом R (reset – возврат).

Для логики ИЛИ-НЕ на входах возможны четыре комбинации сигналов: S=R=0; S=1, R=0; S=0, R=1; S=R=1; каждой комбинации отвечает определенное поведение триггера.

Комбинацию входных сигналов S=R=0; называют нейтральной, или режимом хранения информации, или памятью: при ней триггер хранит состояние, в которое он был приведен в предыдущем такте. Если же на оба входа подать переключающие сигналы S=R=1, на обоих выходах появляются логические нули и устройство утратит свойство триггера. Поэтому комбинацию S=R=1 называют неопределенной. Переход от неопределенной комбинации входных сигналов к нейтральной у RS- триггеров называют запрещенной комбинацией, т.к. она ведет к непредсказуемому поведению триггера.

Переключающим сигналом для элемента ИЛИ-НЕ служит единица и триггер, который переключается сигналами логической единицы, называется триггером с прямым управлением.

Логическая структура и способ изображения RSтриггера на элементах И-НЕ приведены на рис. 5.1б. Схемно он не отличается от триггера на элементах ИЛИ-НЕ, но закон функционирования другой, поскольку элементы И-НЕ переключаются сигналами логического нуля (S=0 или R=0). Этот вариант триггера называют RS - триггером с инверсными входами ( - триггер). При графических обозначениях подобные триггеры для наглядности изображают в отрицательной логике.

Состояния RS–триггера (прямого управления) и - триггера (с инверсными входами) представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1.

Вход	Выход
R	S	Логика	Логика
Q		Q
		Неопределенно	Без изменения
		1 0	1 0
		0 1	0 1
		Без изменения	Неопределенно

Описание схемы

Схема лабораторного стенда с указанием элементов на его передней панели, приведена на рис. 5.2.

Рисунок 5.2- Схема лабораторного стенда

На рисунке приведены следующие элементы и устройства: БП - блок питания, где

DD1 - К 155 ЛЕ1;

DD2 – К 155 ЛА3;

R1-R4 – МЛТ – 0, 125 – 510 Ом;

X1-X4 – гнёзда ГС

S3 - переключатель с нейтральным положением;

- - - - - - условная связь;

VD1-VD4 - светодиоды АЛ 106.

Гнезда X1-X4 предназначены для создания связей выбранной схемы триггера. Через резисторы R1÷ R4 на входы схем DD1 и DD2подается сигнал логической ”1”. Сигнал логического" 0" получают коммутацией переключателем S3 одного из входов DD1 и DD2на " землю" (┴ ), т.е. общий минус.

На выходе DD1 и DD2включены светодиоды VD1÷ VD4, по загоранию которых определяют выход логической " 1".

Порядок выполнения работы

4.1. Изучить работу симметричных RS- триггеров, собранных на логических элементах И-НЕ на микросхеме К 155 ЛА3 и ИЛИ-НЕ на микросхеме К 150 ЛЕ1.

4.2. Проверить исправность каждого элемента схемы, для чего:

4.2.1. Включить переключатель S2, подать питание на схему. Потенциометром R1установить 5В по шкале вольтметра V2(цена деления 0, 2 В). Вольтметром V1измерить напряжение логических выводных элементов микросхем, подключая щупом положительный вывод V1 (гнездо XI) к входам МС3, 5 (2, 4), а затем к выходным гнездам 1, 4 (3, 6). Снять величины напряжений на вольтметре V1(цена деления прибора 0, 2В) - для верхнего и нижнего положения переключателя S3.Объяснить работу логики И-HE и ИЛИ-НЕ.

4.3. Собрать ячейку триггеров, соединив переключателями пунктирные связи.

4.3.1. Установить переключатель S3 в верхнее положение. По загоранию светодиодов определить состояние RS- триггеров с прямым и инверсным управлением (входами).

4.3.2. Установить переключатель S3 в среднее положение, что равносильно подаче на RSи - триггеров входного сигнала, равного логической “1”. Объяснить состояние триггеров в этом случае.

4.3.3. Установить переключатель S3 в нижнее положение, по загоранию светодиодов определить состояние RS - триггеров с прямым и инверсным управлением (входами).

4.4. Результаты, полученные по п.п. 4.1; 4.1.1. и 4.1.2 -сверить с данными таблицы 5.1 и обосновать смену состояний триггеров внешними сигналами.

Состояние триггеров, когда на входы его подается логический " 0" (R=S=0) лабораторным стендом не предусмотрено. Для логики И-НЕ это состояние неопределенно, для логики ИЛИ-НЕ - без изменения.

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Краткое описание различных видов триггеров:

3. Работу симметричных асинхронных - триггеров;

4. Структурную схему лабораторного стенда;

5. Результаты эксперимента;

6. Выводы по работе.

6. Контрольные вопросы

1. Построение RS - триггеров на двух логических элементах ИЛИ-НЕ и 2 И-НЕ.

2. Какой комбинацией входных сигналов достигается режим хранения информации (памяти)?

3. Почему переход от неопределенной комбинации входных сигналов к нейтральной у RS -триггеров называют запрещенной комбинацией?

4. Что такое передаточная характеристика триггера?

5. Условные обозначения существующих типов триггеров.

Выполнение лабораторной работы рассчитано на 4 часа.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Воскобович В.Ю. Электроэнергетические установки и силовая электроника транспортных средств / В.Ю. Воскобович, Т.Н. Корнилова, В.А. Павлова. – СПб.: «Элмор», 2001.–384 с.

2. Данилов А.И. Общая электротехника с основами электроники /И.А. Данилов, П.М. Иванов.- М.: Высш. Шк., 2000.-752 с.

3. Судовая электротехника и электроника / Под ред. Д.В. Вилесова – Л.: Судостроение, 1985. – 312 с.

4. Правила классификации и постройки морских судов. Морской Регистр судоходства.– СПб.: Регистр РФ, 2001. – 843 с.

5. Скаржепа В.А. Электроника и микросхемотехника/ В.А. Скаржепа, А.Н. Луценко.– Киев: Высш. шк., 1989.– 431 с.

6. Тулин М. Справочное пособие по цифровой электронике / М. Тулии. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 176 с.

7. Федорко П.П. Электроника на судах / П.П. Федорко. – М.: Транспорт, 1976. – 192 с.

8. Электротехника и основы электроники / Под ред. В.Г. Герасимова – М.: Высш. шк., 1999. – 452 с.

Заказ №_______от «___»_________2007 Тираж_____экз.

Изд-во СевНТУ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

по дисциплине

ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ

СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ

для студентов специальности

1003.02 – «Эксплуатация судовых

энергетических установок»

всех форм обучения

Севастополь

УДК 621.3(07)

М545

Допущено учебно - методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

Рецензент: канд. техн., наук, доцент Шоцкий А.Н.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Лабораторная работа №1 Исследование статических характеристик полупроводниковых приборов
2. Лабораторная работа №2 Исследование статических характеристик полупроводниковых тиристоров и транзисторов
3. Лабораторная работа №3 Проверка работоспособности интегральных логических элементов
4. Лабораторная работа №4 Исследование нерегулируемых трехфазных выпрямителей
5. Лабораторная работа №5 Исследование симметричного триггера на интегральных микросхемах
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

12 Следующая ⇒