ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Стр 1 из 13Следующая ⇒

621.38 (075.8)

Б 953

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ю. М. БЫКОВСКИЙ, С. В. ПЕТРОВ

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

по выполнению

ПРАКТИЧЕСКИХ

и ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по дисциплинам электронной схемотехники

Утверждено

Ученым советом университета

Севастополь

УДК 621.38+621.382 (075.8)

621.38 (075.8)

Б 953

Быковский Ю.М., Петров С. В.

Б 953 Методическое руководство по выполнению практических

и лабораторных работ по дисциплинам

электронной схемотехники (часть 1)

Севастополь: СНУЯЭ и П, 2011. - 99 с.

В учебном пособии изложены методические указания

по выполнению практических и лабораторных работ

по дисциплинам электронной схемотехники.

Приведены разработки практической и лабораторных

работ, а также вопросы для самоконтроля.

Предназначено для самостоятельной работы студентов,

изучающих дисциплины электронной схемотехники.

621.38 (075.8)

Рецензенты: А. А. Чуклин

Е. В. Шишкевич

В. С. Жмерев

Научный редактор: Ю.М. Быковский

© Издание СНУЯЭ и П, 2011

О Г Л А В Л Е Н И Е

Список принятых сокращений................................................................ 5

Организационно-методические указания по проведению

практических занятий и лабораторных работ. ............................. 6

1.1. Роль и значение электронной подготовки для современного

инженера....................................................................................... 6

. 1.2. Общая методика проведения практических занятий

и организация работы в лаборатории........................................ 6

1.3. Порядок выполнения практических и лабораторных работ

и требования к содержанию отчетов............................................ 7

1.4. Инструкция по технике безопасности при выполнении

лабораторных работ................................................................... 9

2. Пз1 Измерение амплитудных и частотных параметров

электрических сигналов с помощью осциллографа........ 10

2.1. Общие сведения об электронных измерительных приборах... 10

2.2. Конструкция и принцип действия электронного осциллографа 11

– Функциональная схема осциллографа................................. 11

– Принцип получения изображения на экране ЭЛТ................ 14

– Назначение функциональных узлов...................................... 16

– Основные характеристики осциллографов........................... 19

2.3. Измерение параметров сигналов............................................... 20

– Измерение амплитуды напряжения и тока............................. 20

– Измерение временных интервалов и частоты...................... 21

2.4. Методические указания по подготовке к занятию.................... 24

– Основные органы управления осциллографа....................... 26

– Подготовка осциллографа к работе.................................... 28

2.5. Вопросы для самоконтроля....................................................... 29

3. Лр1 Исследование биполярного транзистора. .......................... 30

3.1. Краткие теоретические сведения................................................ 30

3.2. Порядок выполнения работы.................................................... 36

3.2.1. Исследование статического режима работы................... 36

3.2.2. Исследование динамического режима работы................ 36

3.3. Содержание отчета..................................................................... 38

3.4. Вопросы для самоконтроля....................................................... 38

4. Лр2 Исследование транзисторного усилителя переменного

тока. .......................................................................................... 39

4.1. Общие сведения об электронных усилителях........................... 39

4.2. Схема исследуемого усилителя.................................................. 48

4.3. Порядок выполнения работы.................................................... 53

4.3.1. Исследование усилителя без обратной связи................ 53

4.3.2. Исследование усилителя с отрицательной обратной

связью.............................................................................. 54

4.4. Содержание отчета..................................................................... 54

4.5. Вопросы для самоконтроля....................................................... 54

5. Лр3 Исследование мультивибратора на транзисторах. ........... 56

5.1. Краткие теоретические сведения о работе мультивибратора. 56

5.2. Порядок выполнения работы.................................................... 64

5.2.1. Исследование схемы мультивибратора

в автоколебательном режиме......................................... 64

5.2.2. Определение влияния величины напряжения

смещения на форму и параметры выходных импульсов … 64

5.2.3. Определение влияния величины сопротивления

резистора смещения в цепи базы на форму

и параметры импульсов....... …………………………… 65

5.3. Содержание отчета........ …………………………………………65

5.4. Вопросы для самоконтроля..... …………………………………..66

6. Лр4 Исследование сельсинов. ..... …………………………………..67

6.1. Краткие теоретические сведения о датчиках угла поворота.... 67

6.2. Краткие сведения о сельсинах..................................................... 68

6.3. Индикаторный режим работы сельсинов................................... 70

6.4. Порядок выполнения работы..................................................... 74

6.4.1. Исследование одиночного сельсина....... ………………74

6.4.2. Исследование индикаторного режима работы сельсинов 74

6.5. Содержание отчета.......... …………………………………………75

6.6. Вопросы для самоконтроля..... …………………………………..75

7. Заключение......................................................................................... 76

8. Основная и дополнительная литература........................................... 77

Приложение А Методические рекомендации по изучению

дисциплин электронной схемотехники.................... 78

– организация конспекта........................................... 78

– изучение материала................................................ 79

– как конспектировать.............................................. 79

– выполнение и защита лабораторных работ......... 80

– полезные программы и журналы по электронике 81

Приложение Б Бланки ЛР №1 Исследование биполярного

транзистора................................................................ 82

Приложение В Бланки ЛР №2 Исследование транзисторного

усилителя переменного тока...................................... 88

Приложение Г Бланки ЛР №3 Исследование мультивибратора

на транзисторах......................................................... 92

Приложение Д Бланки ЛР №4 Исследование сельсинов.................. 96

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АЧХ – амплитудно-частотная характеристика;

БП – блок питания;

ВДН – входной делитель напряжения;

ВЧ – высокая частота;

ГР – генератор развертки;

ДПХ – динамическая переходная характеристика;

ДУП – датчик угловых перемещений;

ИЛЗ – искусственная линия задержки;

КА – калибратор амплитуды;

Лр – лабораторная работа;

МВ – мультивибратор;

НЧ – низкая частота;

ОБ – общая база;

ОВ – обмотка возбуждения;

ООС – отрицательная обратная связь;

ОС – обратная связь;

ОЭ – общий эмиттер;

Пз – практическое занятие;

ПОС – положительная обратная связь;

СГОХЛ – схема гашения обратного хода луча;

СД – сельсин-датчик;

СП – сельсин-приемник;

СПХ – статическая переходная характеристика;

СС – схема синхронизации;

УВО – усилитель вертикального отклонения;

УГО – усилитель горизонтального отклонения;

ЭЛТ – электронно-лучевая трубка;

ЭО – электронный осциллограф;

ЭУ – электронный усилитель;

VD – полупроводниковый диод;

VS – тиристор;

VT – биполярный транзистор;

SA – выключатель (не кнопочный);

SB – выключатель кнопочный;

ХР – разъемное соединение;

R – резистор;

С – конденсатор;

L – катушка индуктивности.

1. Организационно-методические указания по проведению

практических занятий и лабораторных работ

1. 1 Роль и значение электронной подготовки

Для современного инженера

Дисциплины электронной схемотехники вводят студентов в поражающий воображение и бурно развивающийся мир электроники.

Важность этого направления техники трудно переоценить. Действительно, современное производство немыслимо без развитой и хорошо организованной системы управления. В свою очередь, исключительная слож-

ность такой системы, многомерность управляемых объектов и решаемых задач, предполагают применение большого числа разнообразных физических эффектов, реализованных в различных электронных элементах.

Приступая к изучению основ электроники, студент должен представлять себе, что электроника как наука занимается изучением электронных явлений и процессов, связанных с изменением концентрации и перемещением заряженных частиц в различных средах (в вакууме, газах, жидкостях, твердых телах) и условиях (при различной температуре, под воздействием электрических и магнитных полей). При этом задача электроники как отрасли техники заключается в разработке, производстве и эксплуатации электронных приборов и устройств самого различного назначения. Именно этот перечень задач и определяет круг знаний, которыми должен овладеть студент для успешного выполнения в будущем своих производственных функций.

Общая методика проведения практических занятий

Инструкция по технике безопасности

Конструкция и принцип действия

Электронного осциллографа

Электронный (электронно-лучевой) осциллограф – прибор, предназначенный для записи или наблюдения на экране электронно-лучевой трубки изменений электрических сигналов во времени, а также для измерения различных электрических величин: напряжения, тока, частоты, сдвига фаз, параметров импульсов и т.д.

Слово “ осциллограф ” образовано от “осциллум” - колебания и “графо”-пишу. Отсюда и назначение этого измерительного прибора - отображать на экране кривые тока или напряжения как функции времени. Встречается и другое название этого прибора - осциллоскоп (от того же осциллум, и скопео-смотрю) – прибор для наблюдения формы колебаний. И хотя второе название более точное, в литературе на русском языке принято все же первое - осциллограф.

Осциллограф представляет собой весьма сложный электронный прибор, поэтому успешная работа с ним требует хорошего знания его устройства и принципа работы основных узлов.

ИЗМЕРЕНИЕ АМПЛИТУДНЫХ И ЧАСТОТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА

Цель занятия: Изучить осциллограф и получить практические

навыки его использования при измерениях различных

параметров электрических сигналов

Время: 2 часа.

Вопросы, подлежащие изучению

1. Изучить устройство и принцип действия осциллографа.

2. Изучить состав и назначение основных органов управления.

3. Изучить порядок подготовки осциллографа к работе.

4. Научиться измерять амплитуды напряжений и токов,

временные интервалы и частоты исследуемых сигналов, для чего:

в схеме на рис. 3:

– измерить амплитуды напряжений U_m, их действующие значения

U, U _VD, U _R, частоту f сети и пульсаций выходного напряжения

(схема рис. 3, а, б);

в схеме на рис. 4:

– измерить амплитуды напряжения U _R и тока I _R, и частоту пуль-

саций выходного напряжения без фильтра (SA разомкнут) и

с фильтром (SA замкнут на схеме рис. 4, а, б);

– измерить амплитуду пульсаций выходного напряжения U _m_пуль

c включенным фильтром (SA замкнут на схеме рис. 4, а, б).

Примечание: схемы рис.3 и рис.4 и соответствующие им графики напряжений, полученные на экране осциллографа, с указанием на них всех измеряемых параметров, зарисовать в конспекте. Привести значения всех элементов расчетных формул (1), (2), (3) и результаты вычислений.

2.4. Методические указания по подготовке к занятию

По конспекту лекций и данному руководству изучить конструкцию, принцип действия осциллографа и порядок измерения параметров электрических сигналов.

Приведенные ниже схемы являются выпрямительными устройствами источников питания различной аппаратуры. В то же время они достаточно понятны на начальном этапе изучения дисциплины, что позволяет осмыслить полученные результаты и облегчает освоение такого сложного измерительного прибора, как осциллограф.

Каждая схема снабжена графиками изменения напряжений на различных участках, параметры которых предстоит пронаблюдать и измерить

при выполнении практической работы. Такое решение помогает на этапе подготовки к занятию понять характер измеряемых сигналов и предварительно подготовить масштабные оси будущих графиков с их временной привязкой (по вертикали), что очень важно для правильной оценки полученных результатов.

Литература

1. [1] стр. 385-392; [7] стр. 125-130.

2. Конспект лекций по электронной схемотехнике.

3. Данная методика проведения практического занятия.

Подготовка осциллографа к работе

Перед включением прибора в сеть надо установить органы управления в следующие положения:

“ Яркость ” – против часовой стрелки до отказа;

“ Фокус ” – в среднее положение;

“ Уровень ” – в среднее положение;

“ Стаб ” – по часовой стрелке до отказа;

“ / ~ ” – в положение “~”

“ + / – “ – в положение “+”

“ Внутр. / Внеш. ” – в положение “ Внутр. ”

“ Вольт / делен ” – в положение “ 20 ”

“ Время / делен ” - в положение “ 0, 1 ms ”

“ ´ 1 / ´ 0, 2” – в положение “ ´ 1 ”.

Для включения прибора кабель питания необходимо соединить с источником переменного тока и тумблер “ Сеть ” установить в верхнее положение. При этом должна загореться сигнальная лампочка.

Через 2…3 минуты после включения отрегулировать яркость и фокусировку, при этом нужно учесть, что излишняя яркость луча приводит к его расфокусировке.

Если луч на экране ЭЛТ не виден при максимальной яркости, то необходимо вывести его в среднее положение на экране при помощи ручек “↕ ” и “↔ ”.

Установить ручку переключателя “ Вольт / делен ” в положение “ Калибр. 4 делен. ”, ручку “ Усиление ” по часовой стрелке до отказа и проверить калибровку усилителя вертикального отклонения. Изображение амплитуды калибровочного напряжения на экране ЭЛТ при этом должно быть равно 4 делениям шкалы. При необходимости данного значения добиваются с помощью регулятора, выведенного “под шлиц”.

После этого осциллограф готов к работе и можно приступать к выбору режима работы и измерению сигнала.

Выбрать тип развертки – автоколебательный или ждущий режим. Режим работы развертки устанавливается ручкой “ Стаб ”. Поворотом ручки “ Стаб ” вправо до появления линии развертки получим автоколебательный режим развертки, поворотом ручки влево на 5…10 градусов от точки, где развертка прекращается, получим ждущий режим работы развертки.

Выбрать вид синхронизации. Как правило, обычно применяется внутренняя синхронизация. В этом режиме ГР управляется синхроимпульсами или импульсами с частотой равной или кратной частоте исследуемого сигнала, поступающего с выхода УВО. Чтобы установить такой вид синхронизации, надо тумблер вида синхронизации поставить в положение “ Внутр. ”

Исследуемый сигнал подается на высокочастотное гнездо “ Вход ” Канала Y.

Режим работы усилителя вертикального отклонения выбирается исходя из особенностей исследуемого сигнала (см. стр. 27 ). Если надо исследовать сигнал, содержащий переменную и постоянную составляющие, то выбирают режим усиления постоянного тока (открытый вход). Если исследуется только переменная составляющая сигнала, то устанавливается режим усиления переменного ток (закрытый вход).

Переключатели “ Вольт / делен ” и “ Время / делен ” устанавливают в положение, обеспечивающие удобное наблюдение амплитуды сигнала и длительности развертки, обозначенные на передней панели прибора.

Эти значения будут верны в крайнем правом положении

ручек “ Усиление ” и “ Длительность ” соответственно.

При необходимости ручкой “ Освещение шкалы ” устанавливают желаемую яркость подсвета делений, обеспечивающую удобное измерение сигнала.

Все измерения параметров сигналов производятся в соответствии с рекомендациями раздела 2.3 (стр. 20).

2.5. Вопросы для самоконтроля

1. Для чего в ЭО применяется синхронизация?

2. Почему все электроды прожектора ЭЛТ изготовляются

цилиндрической формы?

3. Почему в ЭЛТ применяют высокие напряжения на втором аноде

электронного прожектора?

4. Изменится ли фокусировка луча в ЭЛТ с электростатическим управлением

при изменении потенциала модулятора?

5. Какие из указанных ниже равенств удовлетворяют условию синхронизации

напряжения развертки с напряжением исследуемого сигнала: 1) f_Р = 5f_С;

2) f_Р = 0, 2f_С; 3) f_Р = 3, 5f_С; 4) f_C = 3, 5f_P; 5) f_Р = 0, 1f_С, где f_Р – частота пилообраз-

ного напряжения развертки; f_C – частота исследуемого сигнала.

6. Что нужно сделать, чтобы на экране отобразилась 1/4 часть периода

исследуемого сигнала?

7. О чем говорит перемещение изображения вправо (влево) по экрану и как его

остановить?

8. Как с помощью однолучевого ЭО измерить сдвиг фаз одного сигнала относи-

тельно другого той же частоты?

Лабораторная работа № 1

Порядок выполнения работы

Лабораторная работа выполняется на бланках, форма которых приведена в приложении А.

3.2.1. Исследование статического режима работы

1. Собрать схему включения транзистора с общим эмиттером при замкнутом выключателе S1 (см. рис. 2).

2. Снять семейство статическихвходных характеристик I_Б=f(U_БЭ) при различных U_КЭ= const: U_КЭ= 0В; U_КЭ= –5В; U_КЭ= –10В, для чего:

– установить заданное напряжение U_КЭ потенциометром R3 и поддерживать его постоянным;

– потенциометром R1 изменять напряжение U_БЭ от 0 до 0, 24 В через 0, 04 В и при этом фиксировать ток I_Б. Результаты занести в таблицу 1.1.

3. Снять семейство статических выходных характеристик

I_К = f (U_КЭ) при I_Б = 0; I_Б = 30 мкА; I_Б = 60 мкА; I_Б = 90 мкА; I_Б = 120 мкА, для чего:

– установить потенциометром R1 заданный ток базы и поддерживать его постоянным;

– напряжение U_КЭ изменять потенциометром R3 от 0 до 2, 0 В через 0, 5 В, а от 2 до 10 В через 2 В и при этом фиксировать ток I _К. Результаты измерений занести в таблицу 1.2.

4. Снять статическую переходную характеристику I_К = f (I_Б) при U_КЭ= const = ….., для чего:

– установить U_КЭ= 10 В и поддерживать постоянным;

– изменять ток базы I_Б от 0 до 120 мкА через 30 мкА и при этом фиксировать ток I_К. Результаты измерений занести в таблицу 1.3.

Содержание отчета

1. Схема работы транзистора с общим эмиттером в статическом и динамическом режимах.

2. Входные, выходные, переходные характеристики транзистора в табличной (см. табл.1.1…1.4) и в графической формах.

3. Динамическая переходная характеристика, построенная согласно п. 5 порядка выполнения работы.

4. Статические и динамические параметры транзистора согласно п.4 порядка выполнения работы.

5. Краткие выводыпо всем этапам выполненной работы.

3.4 Вопросы для самоконтроля

1. Что называется входной и выходной статической характеристикой транзистора?

2. Какова физическая сущность коэффициентов усиления по току a и b, их примерное числовое значение?

3. Какая характеристика транзистора называется динамической переходной?

4. Что такое коэффициент усиления усилительного каскада по напряжению и току?

5. Сравнительный анализ схем включения транзистора с ОЭ, ОБ, ОК.

6. Принцип действия транзистора.

7. Физические процессы, происходящие в транзисторе, отражённые во входной и выходной характеристиках транзистора.

8. Статический и динамический режимы работы транзистора.

9. Определение статических и динамических параметров транзистора.

10. Порядок построения нагрузочной и динамической переходной характеристик транзистора.

11. Что будет с токами I_Б, I_К, I_Э, при перемещении движка потенциометра R1 вверх (вниз)? Почему?

12. Что будет с токами I_К, I_Б, при перемещении движка потенциометра R3 вверх (вниз)? Почему?

13. Как включены коллекторный и эмиттерный р-п переходы транзистора?

14. Для чего служит резистор R2?

15. Покажите цепи протекания токов I_Б, I_К.

16. Что будет с током I_К , если при работе в динамическом режиме замкнуть выключатель S1?

17. Как отреагирует транзистор, находящийся в состоянии покоя (точка 2 на рис. 5), на замыкание электродов эмиттера и базы (рис. 2)?

Лабораторная работа № 2

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы: углубить и закрепить полученные знания по принципу действия, устройству и характеристикам электронных усилителей переменного тока.

Описание

Принципа работы

Электронного усилителя

Порядок выполнения работы

4.3.1. Исследование усилителя без обратной связи

1. Собрать схему усилителя (см. рис. 5 на стр. 48) и подключить генератор сигналов к входу усилителя и вольтметр переменного напряжения к выходу.

2. Включить питание лабораторной установки

3. Снять амплитудную характеристику усилителя U_ВЫХ = f ( U_ВХ)

при f_ВХ=const и определить коэффициенты усиления первого каскада и всего усилителя в целом без обратных связей, для чего:

а) переключатели S1и S3 установить в положение “ 2 ”;

б) переключатель S2 установить в положение “ 2 ”;

в) подать от генератора на вход первого каскада сигнал заданной

частоты f_ВХ= 400 Гц = const;

г) изменяя величину входного напряжения в пределах от 0 до 50 мВ с шагом 5 мВ, измерять соответствующие величины выходного напряжения;

д) результаты измерений свести в таблицу 1.

Таблица 1 ─ Амплитудная характеристика усилителя

U_ВЫХ = f(U_ВХ) при f_ВХ = 400 Гц = const

U_ВХ, мВ		- - -
без ООС	U_ВЫХ, В		- - -
К_U		- - -
с ООС	U ^ООС_ВЫХ, В		- - -
К ^OOC_U " v		- - -

4. Определить частотные характеристики усилителя, для чего:

а) выполнить подпункты “а”, “б” пункта3;

б) подать на вход усилителя переменное напряжение заданной

величины U_ВХ= const;

в) изменяя частоту входного сигнала в диапазоне от 0, 02 до 200

кГц, измерять величину выходного напряжения усилителя U_ВЫХ;

г) результаты измерений свести в таблицу 2.

Таблица 2 ─ Частотная характеристика усилителя

U_ВЫХ = f(f_ВХ) при U_ВХ = const

Частота, кГц	0, 02	0, 08	- - -
без ООС	СЗ, С5	U_ВЫХ, В			- - -
К_U			- - -
с ООС	С2, С4	U ^ООС_ВЫХ, В			- - -
К ^OOC_U			- - -
СЗ, С5	U ^ООС_ВЫХ, В			- - -
К ^OOC_U			- - -

Исследование усилителя

Содержание отчета

1. Схема экспериментальной установки.

2. Результаты измерений (таблицы 1 и2).

3. Графики зависимостей: U_ВЫХ = f(U_ВХ), U^ООС_ВЫХ = f(U_ВХ),

К_U= f(U_ВХ), К_U^ООС = f(U_ВХ), К_U= f(f), К_U^ООС = f(f),

4. Краткие выводыпо всем этапам выполненной работы.

4.5. Вопросы для самоконтроля

1. Назначение разделительных и шунтирующих конденсаторов?

2. Назначений и работа делителя напряжения R1 и R2?

3 Назначение резисторов нагрузки R_К?

4. Что называется смещением?

5. Из каких соображений выбираются ток делителя при создании

напряжения смещения?

6. Почему напряжение на коллекторе c увеличением тока коллектора

падает?

7. В каком фазовом соотношении находятся входной и выходной

сигналы в схеме с ОЭ? Объяснить.

8. Как осуществляется смещение в рассматриваемой схеме усилителя?

9. Чему равен коэффициент усиления многокаскадного усилителя?

10. Что называется обратной связью?

11. Что называется обратной связью по току, по напряжению?

12. Какая обратная связь называется положительной, отрицательной?

13. Почему при отрицательной обратной связи уменьшается

коэффициент усиления?

14. Как влияет отрицательная обратная связь на стабильность

коэффициента усиления?

15. Объясните физический смысл изменения величины

коэффициента усиления при введении отрицательной обратной

связи.

16. Что такое коэффициент передачи цепи обратной связи?

17. Как влияет на величину отрицательной обратной связи

значение резистора R_Э?

18. Какая обратнаясвязь называется единичной?

19. Почему усилители обычно являются многокаскадными?

20. Что такое местная и общая обратная связь?

21. Объяснить действие местной и общей обратной связи.

22. Почему при повышении температуры увеличиваются все токи

транзистора?

23. Как происходит эмиттерная термостабилизация?

24. Что такое амплитудная характеристика усилителя?

25. Что такое амплитудно-частотная характеристика усилителя?

26. Чем объясняется нелинейность амплитудной характеристики?

27. Чем объясняется снижение коэффициента усиления на низких

и высоких частотах?

28. Что называется граничными частотами?

29. Объясните появление нелинейных искажений в транзисторном

усилителе, пользуясь характеристиками транзистора.

30. Какие искажения называются частотными?

31. Влияет ли на нелинейные искажения амплитуда входного сигнала?

33. Объяснить влияние отрицательной обратной связи на вид

амплитудно-частотной характеристики.

34. Как уменьшить спад амплитудно-частотной характеристики

усилителя в области низких частот?

35. Как уменьшить спад амплитудно-частотной характеристики

усилителя в области высоких частот?

Лабораторная работа № 3

НА ТРАНЗИСТОРАХ

Цель работы: углубить и закрепить практически теоретические знания, полученные по принципу действия мультивибратора. Привить навыки работы с осциллографом при исследовании схем.

Порядок выполнения работы

5.2.1 Исследование схемы мультивибратора

В автоколебательном режиме

1. Собрать схему мультивибратора (см. рис.4).

2. Добиться равенства длительности импульса и паузы с помощью потенциометра R4.

3. Качественно снять и зарисовать осциллограммы временной зависимости напряжений U_БЭ1, U_КЭ1, U_КЭ2.

5.2.2. Определение влияния величины напряжения смещения

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЬСИНОВ

Цель работы: углубить и закрепить теоретические знания по устройству, принципу действия и режимам работы сельсинов.

О датчиках угла поворота

В повседневной практике часто возникает необходимость измерять углы поворота различных механизмов, например, рулей морских и воздушных судов, клапанов на трубопроводах, флюгеров (указателей направления ветра) и т.д. Кроме того, используя зубчатую передачу, можно преобразовать линейное перемещение, например, стержней регулирования ядерного реактора, в угловое, позволяющее оператору судить о положении стержней в активной зоне. Для измерения углов поворота применяют датчики угловых перемещений (ДУП).

ДУП представляет собой устройство, воспринимающее в качестве входной величины угловое перемещение (угол поворота α ) некоторого объекта, и преобразующее его в физическую величину электрической природы, например, в изменение напряжения, тока, сопротивления, ёмкости или индуктивности.

Схематично ДУП можно представить следующим образом (рис.1):

Имеется три основных типа ДУП:

– кольцевые потенциометры;

– сельсины;

– вращающиеся трансформаторы.

Остановим своё внимание на первых двух типах.

Кольцевые потенциометры являются простейшими ДУП с линейной характеристикой U_ВЫХ=f (α )= к× α . Схема такого потенциометра и его характеристика приведены на рис. 2.

Основным достоинством таких ДУП является их простота. Однако из-за низкой надёжности контактного перехода (загрязнение, истирание и т.п.) они имеют ограниченное применение, например, в измерителях уровня топлива в бензобаке автомобиля.

Наибольшее распространение в качестве ДУП получили сельсины.

Порядок выполнения работы

Содержание отчета

1. Схема для исследования одиночного сельсина.

2. Графики зависимости U_Л = f(a) и U_Л =f(t).

3. Схема для исследования индикаторного режима.

4. Величина максимальной статической ошибки и класс точности

сельсинной пары.

5. Выводы по работе.

6.6 Вопросы для самоконтроля

1. Функциональное назначение и принцип действия сельсина.

2. Работа сельсина в индикаторном режиме.

3. Факторы, влияющие на точность передачи угла поворота.

4. Какую информацию Вы получили, используя в работе

осциллограф?

5. Назовите причины возникновения синхронизирующего момента.

6. От чего зависит угол рассогласования сельсинной пары в индикаторном режиме?

7. Что существенно влияет на точность передачи угла поворота?

8. Как определить максимальную статическую ошибку работы

сельсинов?

9. Каковы достоинства и недостатки работы сельсинной пары

в индикаторном режиме?

10. Какие классы точности присваиваются сельсинам?

11. Как изменится характер функционирования сельсинной пары

в индикаторном режиме при обрыве соединительного провода

между фазами СД и СП?

12. Что изменится в работе сельсинной пары при возрастании момен-

та сопротивления на валу СД?

13. Почему “поют” сельсины (слышен специфический звук при их работе)?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

После серьезного изучения материала учебной программы дисциплины, выполнения практических, лабораторных и расчетно-графической работ обязательно появятся знания и первичные навыки в области электронной схемотехники. И уровень эрудиции в этом прекрасном мире электроники во многом будет определяться вашей любознательностью, стремлением самостоятельно разобраться в изучаемых явлениях и схемах устройств, регулярным знакомством с достижениями в этой области на страницах научно-популярных изданий.

Следующим и завершающим этапом на пути к вершинам знаний по электронной схемотехнике для некоторых из вас, в частности, для студентов, обучающихся по специальности “Автоматизированное управление технологическими процессами”, будет КУРСОВОЙ ПРОЕКТ [13], в котором каждый сможет продемонстрировать свою профессиональную зрелость.

Дерзайте – и всё получится!

ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная литература

1. Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники, Киев. Издат. “Высшая школа”, 1987.

2. Мисонжник В.А. Элементы САУ и вычислительная техника, ч.1. Издание ВВМИОЛУ им. Дзержинского, г. Ленинград, 1979.

3. Мисонжник В.А. Элементы САУ и вычислительная техника, ч.2 Издание ВВМИОЛУ им. Дзержинского, г. Ленинград, 1978.

4. Смола И.И. Основы ядерной электроники. ч 1.– Севастополь: СНИЯЭиП. 2003.

5. Быковский Ю.М., Скидан А.А., Петров С.В. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплинам электронной схемотехники: “Графоаналитический расчет полупроводникового усилительного каскада”. – Севастополь, СНИЯЭиП, 2004. – 28 с.

Дополнительная литература

6. Нестеренко И. В. Цветовые и кодовые обозначения радиоэлементов.– Запорожье: Берегиня, 1994.

7. Основы промышленной электроники: Учеб. для неэлектротехн. спец. вузов /В.Г. Герасимов и др.; Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 1986. – 336 с.

8. Хоровиц И., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах. Пер. с англ.– М.: Мир, 1983.

9. Сворень Р.А. Электроника шаг за шагом: Практическая энциклопедия юного радиолюбителя. - М.: Дет. лит., 1986.

10. Терещук Р.М. и др. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя. – Киев: Наук. думка, 1989.

11. Фролов В.В. Язык радиосхем. – М.: Радио и связь, 1989.

12. Быковский Ю.М. Компьютерный конструктор для исследов

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒