Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Електроніка

Методичні вказівки

до виконання розрахунково-графічної роботи

для студентів напрямів підготовки

6.051003 – Приладобудування

всіх форм навчання

Затверджено Методичною радою ФЕЛ НТУУ «КПІ»

Електроніка: Методичні вказівки до виконання розрахункової роботи для студентів напряму бакалаврської підготовки 6.051003 – Приладобудування, всіх форм навчання / Укладачі: Т.В. Руденко, Морозов В.Г. – К.: НТУУ „КПІ”, 2012. – 17 с.

Гриф надано Методичною радою ФЕЛ НТУУ „КПІ”

(Протокол № ___ від „___” ___ 2012р.)

Навчальне видання

Електроніка Методичні вказівки до виконання розрахункової роботи

Укладачі:	Руденко Тетяна Володимирівна, канд. техн. наук, доцент Морозов Віктор Григорович,
Відповідальний редактор	Жуйков Валерій Якович, докт. техн. наук, проф.
Рецензенти	Пілінський Володимир Володимирович, канд. техн. наук, проф.

Дані методичні вказівки відповідають тематиці лекційного матеріалу, що викладається студентам Приладобудівного факультетів в процесі вивчення курсу „Електроніка”.

Метою цього курсу є вивчення принципів побудови та розрахунку електронних пристроїв з використанням пасивних та активних компонентів, в тому числі напівпровідникових.

Метою розрахункової роботи є отримання студентами розуміння принципів роботи та рохзрахунку заданих в даних методичних вказівках схем електронних пристроїв. В ході виконання розрахункової роботи студенти виконують розрахунок випрямляча із згладжуючими фільтром, підсилювача постійного струму, виконаного на основі інтегрального операційного підсилювача та мультивібратора або одновібратора. Розрахунок кожного пристроя передбачає розрахунок кожного елемента схеми відповідно до заданих умов та режимів роботи.

Методичні вказівки містять теоретичні відомості, необхідні для розуміння принципів функціонування та розрахунку пристроїв, що задані в роботі. Наявність в теоретичних відомостях часових діаграм роботи пристроїв електроніки, формул для визначення та розрахунку параметрів схеми, та принципи побудови характеристик пристроїв робить матеріал більш наочним та зручним для розуміння.

Теоретичні відомості, представлені в даних методичних вказівках, можуть використовуватися студентами і в ході вивчення лекційного матеріалу.

Метою даних методичних вказівок є показ на конкретних прикладах методику рішення інженерних задач, що виникають при розробці та експлуатації електронних пристроїв.

Завдання №1

Розрахувати випрямляч із згладжуючим фільтром. Початкові дані для розрахунку приведені в табл. 1

Задані:

середнє значення випрямленого струму

середнє значення випрямленої напруги

значення опору навантаження

коефіцієнт пульсацій на навантаженні

значення напруги мережі, що діє

схема випрямляча і тип фільтру.

Варіанти схем випрямляча позначені в табл. 1 буквами а і б, типи фільтрів буквами - індуктивний; - ємкісною; - Г-подібний індуктивно-ємкісний.

а) - напруга на вторинній обмотці трансформатора

б)

Мал. 1 Електричні схеми варіантів випрямних пристроїв:

а) – двопівперіодна з нульовим виводом, б) однофазна мостова

В ході розрахунку необхідно вибрати тип діодів, розрахувати значення діючого струму первинної і вторинної обмоток трансформатора, діюче значення напруги вторинної обмотки, типову потужність трансформатора і його коефіцієнт трансформації , параметри елементів фільтру; ємкість , індуктивність і коефіцієнт згладжування .

Таблиця 1

Варіант завдан­ня	Схема випрямля­ча	Тип фільтру	Початкові дані
			, В	, А	, Ом		, В
1	а	L	24	4	-	0,1	220
2	б	C	12	1	12	0,05	220
3	б	L	12	2	-	0,1	220
4	а	LC	100	0,2	-	0,02	1
5	б	C	250	0,15	-	0,03	1
6	б	C	300	0,3	-	0,02	1
7	а	LC	200	-	1000	0,01	127
8	б	L	-	5	12	0,05	220
9	б	C	24	-	12	0,04	220
0	а	L	-	1	15	0,05	220

Слід мати на увазі, що індуктивні фільтри використовуються в основному в потужних випрямлячах, а і у джерелах вторинного електроживлення.

Завдання № 2

Розрахувати згідно з початковими даними, наведеними в таблиці 2 підсилювач постійного струму (ППС), виконаний на базі інтегрального операційного підсилювача. (ОП)

Варіант завдання	Початкові дані
	Тип схеми підсилювача		Тип ОУ
1	НІП	100	К140 Уд6а
2	НІП	10	К140 Уд6а
3	НІП	500	К140 Уд6а
4	ІП	10	К140 Уд1б
5	ІП	200	К140 Уд1б
6	ІП	100	К140 Уд1б
7	НІП	20	153 Уд1
8	ІП	10	153 Уд1
9	ІП	100	153 Уд1
0	НІП	300	153 Уд1

Залежно від варіанту завдання розрахувати схему інвертуючого ППС (ІП) мал. 2а або неінвертуючого ППС (НІП) мал.2б.

а) б)

Мал. 2. Електричні схеми підсилювачів, виконані на базі ОП:

а) схема інвертуючого підсилювача (ІП)

б) схема неінвертуючого підсилювача (НІП)

В якості початкових даних прийняті коефіцієнт підсилення та вхідний опір ППС, тип ОП та його власні параметри – вхідний і вихідний опори, коефіцієнт підсилення , напруга живлення та інші параметри. Розрахунку підлягають значення опорів резисторів , , и , а також значення вихідного опору ППТ і значення межі лінійного відрізку амплітудної характеристики ППС, охопленого ланкою негативного зворотного зв’язку.

Завдання № 3

Розрахувати схему мультивібратора або одновібратора, виконаного на базі операційного підсилювача (ОП), згідно заданим часовими (тривалість імпульсу , ) та амплітудними (амплітуда вихідного імпульсу ) параметрам, наведеними в таблиці 3.

Таблиця 3

Варіант завдання	Тип схеми	Початкові дані			Шукані параметри
		, В	, мкс	,кОм	,кГц	, мкс
1	ОВ	0,6	30	7	-	+
2	МВ	10,0	100	2	+	-
3	ОВ	18,0	25	3	-	+
4	МВ	10,0	50	5	+	-
5	МВ	8,0	20	3	+	-
6	ОВ	10,0	20	4	-	+
7	МВ	6,0	50	6	+	-
8	ОВ	6,0	50	8	-	+
9	ОВ	10,0	100	3	-	+
0	МВ	6,0	40	7	+	-

Примітка: знак «+» указує величину, що підлягає розрахунку, знак «-» указує величину,

що не підлягає розрахунку.

Схеми формувачів імпульсів (мультивібратора і одновібратора), що підлягають розрахунку приведені на мал. 3.

а) б)

Мал.3. Варіанти схем імпульсних формувачів: а) – мультивібратор (МВ); б) – одновібратор (ОВ).

В процесі розрахунку слід вибрати тип ОП (додаток 1), напругу джерел живлення і (зазвичай = - ), розрахувати опори резисторів і ємкості конденсаторів часозадавальних ланцюгів; частоту повторення імпульсів мультивібратора (МВ) і час відновлення стану одновібратора (ОВ). Умовні позначення початкових і шуканих величин відповідає позначенням, використовуваним в літературі [1; 2 ] .