|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кафедра электротехника и электроэнергетикаСтр 1 из 16Следующая ⇒
Имени И.И. Иванова»
Кафедра электротехника и электроэнергетика
ПЛАНЫ Лабораторных занятий по дисциплине «Электроника» Направление подготовки: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Факультет: инженерный
Формы обучения: очная, заочная
Лист рассмотрения/пересмотра планов семинарских (лабораторных) занятий
Планы лабораторных занятий рассмотрены и одобрены на 2016-2017 учебный год. Протокол №5 заседания кафедры электротехника и электроэнергетика от 20.01.2016 г.
Заведующий кафедрой профессор ________________В.И. Серебровский
Лабораторная работа 1 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ И ВЫПРЯМИТЕЛИ
Цель: · учебная – Изучение статических характеристик и параметров полупроводниковых диодов и схем выпрямителей переменного тока; · воспитательная – формирование самостоятельности в принятии решений; · развивающая – развитие организаторских и творческих способностей студентов.
Знания, умения, навыки, компетенции, формируемые на занятии На занятии формируются знания: классификацию, назначение, основные схемотехнические решения устройств электроники; умения: изучать статические характеристики и параметры полупроводниковых диодов; составлять схемы выпрямителей переменного тока компетенции: ПК-3 способностью принимать участие в проектировании объектов профессиональной деятельности в соответствии с техническим заданием и нормативно-технической документацией, соблюдая различные технические, энергоэффективные и экологические требования ПК-5 готовностью определять параметры оборудования объектов профессиональной деятельности ПК-7 готовностью обеспечивать требуемые режимы и заданные параметры технологического процесса по заданной методике Технология проведения Группа делится на подгруппы на одну лабораторную работу и каждый студент получает методичку по назначенной работе, в которой содержится вся информация для ее выполнения и работает индивидуально за отдельным компьтером. Функция преподавателя: - проводить организационные мероприятия для обеспечения эффективной и плодотворной работы студентов; - проверить правильность включения и готовности к работе оборудования; - контроль за дисциплиной студентов и консультации по возникающим трудностям; - организация проведения защиты отчетов. Материально-техническое оборудование: компьютерный класс для проведения занятия в форме компьютерной симуляции (не менее 12 компьютеров, объединенных в локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных лабораторных работ, контрольного тестирования знаний, а также выполнения математических расчетов в пакете MathCad и SIMULINK среды MATLAB и Electronics Workbench Программа исследований и порядок работы Исследование вольт-амперных характеристик диодов Собрать на рабочем столе программы Electronics Workbench схему рис. 5 для построения прямой ветви ВАХ полупроводниковых диодов. Произвести измерения ВАХ кремниевого и германиевого диодов, модели которых заданы в таблице.
Рис. 5. Схема измерений прямой ветви ВАХ Модели кремниевых диодов следует выбирать в библиотеке national, а германиевых – motorol2. Таблица Варианты заданий
Изменяя значения прямого тока Iпр в пределах от 1 мА до 100 мА (10…12 точек), произвести измерения прямого напряжения Uпр. Построить характеристики Iпр = f (Uпр) обоих диодов в одних и тех же координатах (напряжение – по горизонтали, ток – по вертикали). Исследование схемы однополупериодного выпрямителя Собрать на рабочем столе программы Electronics Workbench схему выпрямителя рис. 3 с одним диодом. Установить переменное напряжение U2 на вторичной полуобмотке трансформатора T в соответствии с заданной величиной выпрямленного напряжения Uвых и сопротивление нагрузки Rн, соответствующее заданному току Iн (см. таблицу). Рассчитать емкость Сф конденсатора фильтра, при которой пульсации выходного напряжения составляют не более 5 % от выходного напряжения Uвых. Зафиксировать показания приборов и сравнить с заданными значения Uвых, Iн и напряжение пульсаций Uп. Изобразить диаграммы переменного напряжения U2 и напряжения Uвых на нагрузке. Исследование схемы двухполупериодного выпрямителя Подключить в схему выпрямителя рис. 3 второй диод. Остальные компоненты оставить такие же, как и в схеме однополупериодного выпрямителя. Зафиксировать показания вольтметра V3, измеряющего напряжение пульсаций Uп. Изобразить диаграммы переменного напряжения U2 и напряжения Uвых на нагрузке. Методические указания В схеме рис. 3 применяется трансформатор из магазина компонентов Basic. В свойствах трансформатора выбрать в библиотеке default модель ideal и в меню Edit установить требуемую величину коэффициента трансформации ( Primary-to-secondary turns ratio ) как отношение напряжения U1 на первичной обмотке к удвоенному напряжению U2 на каждой полуобмотке вторичной катушки: N = U1 / (2·U2). Задавшись допустимой величиной напряжения пульсации Uп, можно определить значение Δ U = 2 При расчете пульсаций выпрямленного напряжения Uвых можно допустить, что время заряда конденсатора Сф занимает 25%, а время разряда – 75% от длительности периода пульсаций Tп. Период пульсаций в однополупериодной схеме равен периоду переменного тока в сети (20 мс), а в двухполупериодной – половине периода (10 мс). Расчет емкости Сф следует произвести, исходя из формулы (1). 5. Контрольные вопросы 1. Что называют полупроводниковым диодом? 2. Какую область полупроводникового диода называют базой, а какую – эмиттером? 3. Какой электрод полупроводникового диода называют анодом, а какой – катодом? 4. Какие физические явления и свойства p-n перехода используются в выпрямительных диодах? 5. Чем характеризуются особенности прямой и обратной ветвей ВАХ выпрямительного диода? 6. На какую величину отличается пиковое значение выходного напряжения выпрямителя от амплитуды переменного напряжения при работе на резистивную нагрузку? 7. Как влияет емкость конденсатора фильтра на пульсации выходного напряжения выпрямителя? 8. Как и почему влияет ток нагрузки на величину пульсаций выходного напряжения? 9. Почему схема двухполупериодного выпрямителя обладает лучшими показателями, чем однополупериодная схема? Содержание отчёта Отчёт должен содержать: 1) титульный лист; 2) наименование работы и цель исследований; 3) схему и таблицы результатов измерений и графики ВАХ кремниевого и германиевого диодов; значения напряжения пробоя диодов; 4) принципиальные электрические схемы однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей; 5) расчет компонентов схемы выпрямителя, осциллограммы напряжений в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей и показания измерительных приборов. Интернет-ресурсы
1 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. указания к самостоятельной работе студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_s230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 2 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. материалы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_mat230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 3 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Лабораторные работы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_lab230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 4 http: //www.toe.fvms.mirea.ru/ (Учебные материалы кафедры «Теоретические основы электротехники», МИРЭА); 5 http: //fn.bmstu.ru/electro/ (сайт кафедры Общей электротехники МГТУ им. Н. Э. Баумана); 6 http: //toe.stf.mrsu.ru/demo_versia/ (Общая электротехника и электроника: электронный учебник, Мордовский государственный университет); 7 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=45110 (Тесты и контрольные вопросы по электротехнике и электронике, ДВГТУ); 8 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=19575 (Методические указания к выполнению расчётно-графического задания по электротехнике, ОГУ); 9 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=58854 (Электроника: сборник лабораторных работ, УлГТУ); 10 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=40470 (Электротехника и электроника: учебное пособие); 11 http: //www.kodges.ru/ (тексты книг по электротехническим дисциплинам, в основном, в формате.pdf для бесплатного перекачивания) 12 http: //www.electrolibrary.info (электронная электротехническая библиотека).г) программное обеспечение и материалы для интерактивных форм обучения 13 Электронное пособие по выполнению расчетно-графических заданий № 2 и 3. //Babichev/et_e_dz1dz2_230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 14 Компьютерная программа схемотехнического моделирования TINA for Windows (The Complete Electronics Lab) ver. 7.0.20 SF-DS (свободно-распространяемая) 15 Компьютерная программа схемотехнического моделирования Electronics Workbench ver. 5.12. 16 Бабичев Ю.Е. Основы электроники/ Лабораторно-практические работы в среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench (методическое пособие). – М.: МГГУ, 2003. -64 с.
Лабораторная работа 2 Технология проведения Группа делится на подгруппы на одну лабораторную работу и каждый студент получает методичку по назначенной работе, в которой содержится вся информация для ее выполнения и работает индивидуально за отдельным компьтером. Функция преподавателя: - проводить организационные мероприятия для обеспечения эффективной и плодотворной работы студентов; - проверить правильность включения и готовности к работе оборудования; - контроль за дисциплиной студентов и консультации по возникающим трудностям; - организация проведения защиты отчетов. Материально-техническое оборудование: компьютерный класс для проведения занятия в форме компьютерной симуляции (не менее 12 компьютеров, объединенных в локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных лабораторных работ, контрольного тестирования знаний, а также выполнения математических расчетов в пакете MathCad и SIMULINK среды MATLAB и Electronics Workbench
Содержание отчёта Отчёт должен содержать: 6) титульный лист; 7) наименование работы и цель исследований; 8) схему и таблицы результатов измерений и графики ВАХ полупроводникового стабилитрона; значения напряжения пробоя стабилитрона и его дифференциального сопротивления; 9) расчет компонентов схемы параметрического стабилизатора напряжения; 10) результаты измерения напряжения Uвых на выходе параметрического стабилизатора при изменении входного напряжения Uвх и постоянном токе нагрузки и расчет коэффициента стабилизации; 11) результаты измерения напряжения Uвых на выходе параметрического стабилизатора при изменении тока нагрузки и постоянном входном напряжении Uвх.ном и расчет выходного сопротивления стабилизатора. Интернет-ресурсы
17 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. указания к самостоятельной работе студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_s230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 18 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. материалы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_mat230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 19 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Лабораторные работы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_lab230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 20 http: //www.toe.fvms.mirea.ru/ (Учебные материалы кафедры «Теоретические основы электротехники», МИРЭА); 21 http: //fn.bmstu.ru/electro/ (сайт кафедры Общей электротехники МГТУ им. Н. Э. Баумана); 22 http: //toe.stf.mrsu.ru/demo_versia/ (Общая электротехника и электроника: электронный учебник, Мордовский государственный университет); 23 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=45110 (Тесты и контрольные вопросы по электротехнике и электронике, ДВГТУ); 24 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=19575 (Методические указания к выполнению расчётно-графического задания по электротехнике, ОГУ); 25 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=58854 (Электроника: сборник лабораторных работ, УлГТУ); 26 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=40470 (Электротехника и электроника: учебное пособие); 27 http: //www.kodges.ru/ (тексты книг по электротехническим дисциплинам, в основном, в формате.pdf для бесплатного перекачивания) 28 http: //www.electrolibrary.info (электронная электротехническая библиотека).г) программное обеспечение и материалы для интерактивных форм обучения 29 Электронное пособие по выполнению расчетно-графических заданий № 2 и 3. //Babichev/et_e_dz1dz2_230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 30 Компьютерная программа схемотехнического моделирования TINA for Windows (The Complete Electronics Lab) ver. 7.0.20 SF-DS (свободно-распространяемая) 31 Компьютерная программа схемотехнического моделирования Electronics Workbench ver. 5.12. 32 Бабичев Ю.Е. Основы электроники/ Лабораторно-практические работы в среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench (методическое пособие). – М.: МГГУ, 2003. -64 с.
Лабораторная работа 3 Технология проведения Группа делится на подгруппы на одну лабораторную работу и каждый студент получает методичку по назначенной работе, в которой содержится вся информация для ее выполнения и работает индивидуально за отдельным компьтером. Функция преподавателя: - проводить организационные мероприятия для обеспечения эффективной и плодотворной работы студентов; - проверить правильность включения и готовности к работе оборудования; - контроль за дисциплиной студентов и консультации по возникающим трудностям; - организация проведения защиты отчетов. Материально-техническое оборудование: компьютерный класс для проведения занятия в форме компьютерной симуляции (не менее 12 компьютеров, объединенных в локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных лабораторных работ, контрольного тестирования знаний, а также выполнения математических расчетов в пакете MathCad и SIMULINK среды MATLAB и Electronics Workbench Программа исследований Методические указания На осях графиков характеристик транзистора необходимо указать единицы измерения и масштабы величин.
5. Контрольные вопросы 1. Объясните назначение эмиттерного и коллекторного переходов биполярного транзистора. 2. В каких режимах работают эмиттерный и коллекторный переходы в нормальной активной области транзистора? Какое напряжение (прямое или обратное) необходимо подать на каждый переход? 3. Как должны включаться источники питания в цепях входного и выходного электродов для транзисторов типа p-n-p и n-p-n в схемах с общей базой и с общим эмиттером? 4. Напишите уравнения тока коллектора биполярного транзистора для схем с ОБ и с ОЭ. Укажите связь между коэффициентами передачи тока α и β и примерные значения этих параметров. 5. Почему биполярный транзистор можно рассматривать как источник тока, управляемый током? Как это свойство транзистора отображается на его эквивалентной схеме? 6. В чем смысл дифференциального сопротивления коллекторной цепи? По каким характеристикам транзистора можно найти это сопротивление? 7. Какие соотношения между электрическими величинами (сигналами) отражает малосигнальная эквивалентная схема транзистора? 8. Каков физический смысл каждого из четырех h-параметров биполярного транзистора? По каким статическим ВАХ и каким образом можно определить эти параметры? 9. Укажите связь между h-параметрами и параметрами физической малосигнальной эквивалентной схемы транзистора для схемы с ОЭ. Содержание отчета Отчет о лабораторной работе должен содержать: 1) титульный лист; 2) цель исследований; 3) схему установки для проведения измерений; 4) таблицы результатов измерений входных, выходных и передаточных характеристик; 5) графики вольт-амперных характеристик; 6) значения основных параметров транзистора. Интернет-ресурсы
33 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. указания к самостоятельной работе студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_s230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 34 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. материалы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_mat230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 35 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Лабораторные работы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_lab230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 36 http: //www.toe.fvms.mirea.ru/ (Учебные материалы кафедры «Теоретические основы электротехники», МИРЭА); 37 http: //fn.bmstu.ru/electro/ (сайт кафедры Общей электротехники МГТУ им. Н. Э. Баумана); 38 http: //toe.stf.mrsu.ru/demo_versia/ (Общая электротехника и электроника: электронный учебник, Мордовский государственный университет); 39 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=45110 (Тесты и контрольные вопросы по электротехнике и электронике, ДВГТУ); 40 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=19575 (Методические указания к выполнению расчётно-графического задания по электротехнике, ОГУ); 41 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=58854 (Электроника: сборник лабораторных работ, УлГТУ); 42 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=40470 (Электротехника и электроника: учебное пособие); 43 http: //www.kodges.ru/ (тексты книг по электротехническим дисциплинам, в основном, в формате.pdf для бесплатного перекачивания) 44 http: //www.electrolibrary.info (электронная электротехническая библиотека).г) программное обеспечение и материалы для интерактивных форм обучения 45 Электронное пособие по выполнению расчетно-графических заданий № 2 и 3. //Babichev/et_e_dz1dz2_230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 46 Компьютерная программа схемотехнического моделирования TINA for Windows (The Complete Electronics Lab) ver. 7.0.20 SF-DS (свободно-распространяемая) 47 Компьютерная программа схемотехнического моделирования Electronics Workbench ver. 5.12. 48 Бабичев Ю.Е. Основы электроники/ Лабораторно-практические работы в среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench (методическое пособие). – М.: МГГУ, 2003. -64 с.
Лабораторная работа 4
Технология проведения Группа делится на подгруппы на одну лабораторную работу и каждый студент получает методичку по назначенной работе, в которой содержится вся информация для ее выполнения и работает индивидуально за отдельным компьтером. Функция преподавателя: - проводить организационные мероприятия для обеспечения эффективной и плодотворной работы студентов; - проверить правильность включения и готовности к работе оборудования; - контроль за дисциплиной студентов и консультации по возникающим трудностям; - организация проведения защиты отчетов. Материально-техническое оборудование: компьютерный класс для проведения занятия в форме компьютерной симуляции (не менее 12 компьютеров, объединенных в локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных лабораторных работ, контрольного тестирования знаний, а также выполнения математических расчетов в пакете MathCad и SIMULINK среды MATLAB и Electronics Workbench Программа исследований Методические указания Статические вольт-амперные характеристики можно строить как по точкам (таблицы 2 и 4), так и в “автоматическом” режиме с помощью осциллографа. Передаточные характеристики Для построения передаточных характеристик нужно собрать схему рис. 2. График передаточной характеристики можно получить на экране осциллографа, если на горизонтально отклоняющие пластины подать «качающееся» напряжение затвор-исток, а на вертикально отклоняющие пластины – напряжение, пропорциональное току стока.
Рис. 2. Схема для построения передаточных характеристик Функциональный генератор вырабатывает линейно изменяющееся напряжение в пределах от нуля до удвоенного амплитудного значения. Напряжение затвор–исток Uзи с выхода функционального генератора подается на вход канала А осциллографа, а для регистрации величины тока стока Iс в его цепь включен преобразователь тока в напряжение ( Current Controlled Voltage Source ), которое затем подается на вход В осциллографа. Для получения на экране осциллографа графика ВАХ используется режим развертки В/А. На рис. 3 приведен вид передаточной характеристики при определенном значении напряжения сток–исток Uси = 10 В. В этом примере масштаб по оси напряжения Uзи составляет 0, 5 В/деление, а по оси тока стока Iс – 2 мА/деление.
Рис. 3. Вид графика передаточной характеристики на экране осциллографа Выходные характеристики График выходной характеристики можно получить на экране осциллографа, если на горизонтально отклоняющие пластины подать «качающееся» напряжение сток-исток, а на вертикально отклоняющие пластины – напряжение, пропорциональное току стока. Схема и установки на панели осциллографа показаны на рис. 4. Напряжение сток–исток Uси с выхода функционального генератора подается на вход канала В осциллографа, а для регистрации величины тока стока Iс в его цепь включен преобразователь тока в напряжение ( Current Controlled Voltage Source ), которое затем подается на вход А осциллографа. Для получения на экране осциллографа графика ВАХ используется режим развертки А/В.
Рис. 4. Схема для построения графика выходной характеристики
Рис. 5. График выходной характеристики на экране осциллографа На рис. 5 показан график выходной характеристики при Uзи = 0. Масштаб по оси напряжения Uси составляет 2 Вольта на деление (канал В), по оси тока Iс – 2 мА на деление (канал А). Начало координат находится в центре экрана. 5. Контрольные вопросы 1. На каком принципе основано управление током в полевом транзисторе? 2. Что представляет собой канал полевого транзистора? От чего зависит толщина канала? 3. Каким образом изолируется канал от подложки? Из каких соображений устанавливается полярность напряжения на стоке? 4. Каким образом обеспечивается изоляция затвора от канала в различных типах полевых транзисторов? Из каких соображений устанавливается полярность напряжения на затворе? 5. Что называется напряжением отсечки и напряжением насыщения? 6. Чем отличается полевой транзистор от биполярного как управляемый источник тока? 7. Какие дифференциальные параметры характеризуют полевой транзистор в режиме малого сигнала? Напишите уравнение для приращения тока стока. 8. Какие соотношения между электрическими величинами (сигналами) отражает малосигнальная эквивалентная схема транзистора? 9. Как зависит от напряжения затвор-исток крутизна передаточной характеристики в области насыщения выходных характеристик? 10. Как можно оценить величину входного сопротивления усилителя на полевом транзисторе? Содержание отчета Отчет о лабораторной работе должен содержать: 7) титульный лист; 8) цель исследований; 9) схему установки для проведения измерений; 10) таблицы результатов измерений передаточных и выходных характеристик и крутизны передаточной характеристики; 11) графики вольт-амперных характеристик; 12) значения основных параметров транзистора.
Интернет-ресурсы
49 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. указания к самостоятельной работе студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_s230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 50 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. материалы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_mat230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 51 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Лабораторные работы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_lab230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 52 http: //www.toe.fvms.mirea.ru/ (Учебные материалы кафедры «Теоретические основы электротехники», МИРЭА); 53 http: //fn.bmstu.ru/electro/ (сайт кафедры Общей электротехники МГТУ им. Н. Э. Баумана); 54 http: //toe.stf.mrsu.ru/demo_versia/ (Общая электротехника и электроника: электронный учебник, Мордовский государственный университет); 55 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=45110 (Тесты и контрольные вопросы по электротехнике и электронике, ДВГТУ); 56 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=19575 (Методические указания к выполнению расчётно-графического задания по электротехнике, ОГУ); 57 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=58854 (Электроника: сборник лабораторных работ, УлГТУ); 58 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=40470 (Электротехника и электроника: учебное пособие); 59 http: //www.kodges.ru/ (тексты книг по электротехническим дисциплинам, в основном, в формате.pdf для бесплатного перекачивания) 60 http: //www.electrolibrary.info (электронная электротехническая библиотека).г) программное обеспечение и материалы для интерактивных форм обучения 61 Электронное пособие по выполнению расчетно-графических заданий № 2 и 3. //Babichev/et_e_dz1dz2_230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 62 Компьютерная программа схемотехнического моделирования TINA for Windows (The Complete Electronics Lab) ver. 7.0.20 SF-DS (свободно-распространяемая) 63 Компьютерная программа схемотехнического моделирования Electronics Workbench ver. 5.12. 64 Бабичев Ю.Е. Основы электроники/ Лабораторно-практические работы в среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench (методическое пособие). – М.: МГГУ, 2003. -64 с.
Лабораторная работа 5
Цель работы . Цель: учебная – зучение схемы и работы однокаскадного усилителя напряжения переменного тока, построенного на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером, и измерение характеристик усилителя; · воспитательная – формирование самостоятельности в принятии решений; · развивающая – развитие организаторских и творческих способностей студентов.
Технология проведения Группа делится на подгруппы на одну лабораторную работу и каждый студент получает методичку по назначенной работе, в которой содержится вся информация для ее выполнения и работает индивидуально за отдельным компьтером. Функция преподавателя: - проводить организационные мероприятия для обеспечения эффективной и плодотворной работы студентов; - проверить правильность включения и готовности к работе оборудования; - контроль за дисциплиной студентов и консультации по возникающим трудностям; - организация проведения защиты отчетов. Материально-техническое оборудование: компьютерный класс для проведения занятия в форме компьютерной симуляции (не менее 12 компьютеров, объединенных в локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных лабораторных работ, контрольного тестирования знаний, а также выполнения математических расчетов в пакете MathCad и SIMULINK среды MATLAB и Electronics Workbench Программа исследований Содержание отчета Отчет о лабораторной работе должен содержать: 13) титульный лист; 14) цель исследований; 15) схему установки для проведения измерений; 16) результаты расчета статического режима усилительного каскада Uкэ.о; Iк.о; Iб.о; Rб и результаты моделирования статического режима; 17) результаты исследования работы каскада на переменном токе: измерение h11э, расчет Roc, измерение коэффициента усиления Ku.oс и Rвх.тр.ос; построение временных диаграмм напряжений в усилителе; 18) результаты измерения частотных характеристик усилителя: расчет С1 и С2, графики АЧХ и ФЧХ, значения fн и fв и фазовых сдвигов. Интернет-ресурсы
65 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. указания к самостоятельной работе студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_s230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 66 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Метод. материалы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_mat230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 67 Бабичев Ю.Е. Электротехника и электроника /Лабораторные работы для студентов спец. 230400. //Babichev/et_e_lab230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 68 http: //www.toe.fvms.mirea.ru/ (Учебные материалы кафедры «Теоретические основы электротехники», МИРЭА); 69 http: //fn.bmstu.ru/electro/ (сайт кафедры Общей электротехники МГТУ им. Н. Э. Баумана); 70 http: //toe.stf.mrsu.ru/demo_versia/ (Общая электротехника и электроника: электронный учебник, Мордовский государственный университет); 71 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=45110 (Тесты и контрольные вопросы по электротехнике и электронике, ДВГТУ); 72 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=19575 (Методические указания к выполнению расчётно-графического задания по электротехнике, ОГУ); 73 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=58854 (Электроника: сборник лабораторных работ, УлГТУ); 74 http: //window.edu.ru/window/library? p_rid=40470 (Электротехника и электроника: учебное пособие); 75 http: //www.kodges.ru/ (тексты книг по электротехническим дисциплинам, в основном, в формате.pdf для бесплатного перекачивания) 76 http: //www.electrolibrary.info (электронная электротехническая библиотека).г) программное обеспечение и материалы для интерактивных форм обучения 77 Электронное пособие по выполнению расчетно-графических заданий № 2 и 3. //Babichev/et_e_dz1dz2_230400.doc (локальная сеть каф. ЭИС: 728; 731) 78 Компьютерная программа схемотехнического моделирования TINA for Windows (The Complete Electronics Lab) ver. 7.0.20 SF-DS (свободно-распространяемая) 79 Компьютерная программа схемотехнического моделирования Electronics Workbench ver. 5.12. 80 Бабичев Ю.Е. Основы электроники/ Лабораторно-практические работы в среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench (методическое пособие). – М.: МГГУ, 2003. -64 с. 1. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учебн. пособие. – Ростов н / Д: изд-во “Феникс”, 1998. – 448 с. 2. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов / Под ред. В.А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.
Лабораторная работа 6
ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ Цель: учебная – Изучение принципа работы и исследование характеристик и параметров интегрального операционного усилителя (ОУ) и методов проектирования устройств линейного преобразования аналоговых сигналов на основе ОУ; · воспитательная – формирование самостоятельности в принятии решений; · развивающая – развитие организаторских и творческих способностей студентов.
Технология проведения Группа делится на подгруппы на одну лабораторную работу и каждый студент получает методичку по назначенной работе, в которой содержится вся информация для ее выполнения и работает индивидуально за отдельным компьтером. Функция преподавателя: - проводить организационные мероприятия для обеспечения эффективной и плодотворной работы студентов; - проверить правильность включения и готовности к работе оборудования; - контроль за дисциплиной студентов и консультации по возникающим трудностям; - организация проведения защиты отчетов. Материально-техническое оборудование: компьютерный класс для проведения занятия в форме компьютерной симуляции (не менее 12 компьютеров, объединенных в локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных лабораторных работ, контрольного тестирования знаний, а также выполнения математических расчетов в пакете MathCad и SIMULINK среды MATLAB и Electronics Workbench
Программа исследований Неинвертирующий усилитель Собрать схему неинвертирующего усилителя напряжения с применением отрицательной обратной связи согласно рис. 6.
Рис. 6. Схема неинвертирующего усилителя на ОУ Рассчитать по формуле (1) элементы схемы, обеспечивающие заданный в табл. 1 коэффициент усиления. При выборе номиналов сопротивлений R1 и R2 придерживаться ограничений: 2 кОм < R< 200 кОм. Сопротивление R3 служит для компенсации погрешности от входных токов ОУ и должно быть эквивалентным параллельному включению R1 и R2. Подать на вход усилителя сигнал переменного тока, напряжение которого не перегружает усилитель. Частоту установить равной 1000 Гц. С помощью вольтметра, работающего в режиме переменного тока ( АС ), определить реальное значение коэффициента усиления Ku.oc. Построить на экране плоттера Боде логарифмическую АЧХ усилителя. Определить значение коэффициента усиления Ku.oc на плоском участке АЧХ. Измерить верхнюю частоту усилителя fв.ос. 3.Инвертирующий усилитель Собрать схему инвертирующего усилителя согласно рис. 7.
Рис. 7. Схема инвертирующего усилителя на ОУ Рассчитать по формуле (2) элементы схемы, обеспечивающие заданный в табл. 1 коэффициент усиления при соблюдении ограничений п. 3.2. Вольтметр V1 работает в режиме постоянного тока ( DC ) и предназначен для измерения постоянной составляющей выходного напряжения, а вольтметр V2 – в режиме переменного тока ( AC ). В отсутствие входного сигнала измерить с помощью вольтметра V1 постоянное напряжение на выходе ОУ, которое представляет собой погрешность усилителя. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-13; Просмотров: 742; Нарушение авторского права страницы
Uп, Пиковое напряжение на конденсаторе Umax = Uвых + Δ U / 2. Амплитуду напряжения на полуобмотке трансформатора можно найти по формуле U2m ≈ Umax + 2 В, откуда действующее значение U2 = U2m / 
