1.2. Учебно-исследовательский стенд
Учебно-исследовательский стенд элементов (ИСЭЛ) предназначен для статических и динамических исследований различных формирователей логических сигналов (ФЛС) и логических схем (ЛС). Стенд используется в цикле лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника ЭВМ», а также при выполнении экспериментальной части курсового проекта по этой же дисциплине.
12
Стенд состоит из двух частей: формирователей сигналов и имитаторов нагрузки. На лицевой панели (рис. 1.6) слева располагаются схемы формирователей «Регулируемые импульсы» и «Регулируемые уровни». Сигналы с этих формирователей через гнезда «Вход» могут быть поданы на вход исследуемой схемы.
В правой части располагаются схемы, имитирующие различного вида нагрузки. Нагрузка через гнезда «Выход» может быть подключена к выходу исследуемой схемы.
1.2.1. Описание лицевой панели
Переключатель «СТ-ДН»
Служит для настройки стенда на режим статических или динамических исследований. Переключатель имеет три положения:
верхнее («СТ») — стенд находится в режиме статических исследований. При этом на гнезда «Вход» подается уровень напряжения, формируемый датчиком «Регулируемые уровни». Вольтметр V1 в этом случае показывает величину этого напряжения, а миллиамперметр А1 — ток, протекающей на входе исследуемой схемы. Гнезда «Выход» могут быть соединены с имитатором какой-либо нагрузки. В этом случае вольтметр V2 будет показывать выходное напряжение схемы, а миллиамперметр А2 — величину выходного тока схемы (тока нагрузки);
среднее (нейтральное) — стенд находится в нерабочем режиме. В этом случае гнезда «Вход» и «Выход» отключаются от схем стенда. Этот режим используется при подготовке стенда к работе, когда осуществляется подключение исследуемой схемы к стенду. Переводом переключателя в среднее положение можно, в ряде случаев, быстро снять перегрузки с измерительных приборов;
нижнее («ДН») — стенд находится в режиме динамических исследований. При этом на гнезда «Вход» подаются импульсы, сформированные датчиком «Регулируемые импульсы». Гнезда «Выход» могут быть соединены с имитатором какой-либо нагрузки так же, как и в статическом режиме.
13
Рис. 1.6. Лицевая панель стенда.
14
Следует помнить, что в динамическом режиме наблюдение и измерение параметров входных и выходных сигналов должны осуществляться с помощью осциллографа. В этом режиме приборы V1,2, А1,2 по существу, отключены.
Датчик «Регулируемые уровни»
Находится в левой верхней части стенда. Датчик формирует уровни постоянного напряжения в пределах -10 - +10 В. Переключатель «—, +» служит для установки полярности уровня.
Две ручки, расположенные под переключателем, служат для плавной регулировки напряжения, отрицательного или положительного, в соответствии со знаком над ними «—» или « + ». Вращение ручек по часовой стрелке соответствует увеличению напряжения по модулю.
Датчик «Регулируемые импульсы»
Находится в левой нижней части стенда. На выходе датчика, в зависимости от положения переключателя «Вид импульсов», можно получить импульсы трех видов:
в верхнем положении переключателя датчик вырабатывает регулируемые импульсы положительной полярности;
в среднем - импульсы положительной полярности стандартного уровня ТТЛ;
в нижнем - регулируемые импульсы отрицательной полярности.
В стенде предусмотрена возможность регулирования импульсов как по уровням, так и по длительности. На лицевой панели обозначены ручки, предназначенные для плавной регулировки длительности и паузы сигнала. Вращение ручек по часовой стрелке соответствует увеличению времени.
С помощью переключателя «К» частоту сигналов можно менять дискретно. В таблице приведены диапазоны изменения длительности и паузы сигнала в зависимости от положения переключателя диапазонов «К».
15
Диапазоны изменения длительности и паузы сигнала
-
Положение переключателя «К»
Диапазоны изменения длительности, мкс
импульса
паузы
0,1
0,2 - 1,0
0,24-1,0
1,0
2,0- 0,0
2,0 -10,0
10,0
20,0-100,0
20,0-100,0
Все замеры временных параметров сигналов осуществляются только на осциллографе.
Регулировка логических уровней положительных и отрицательных сигналов осуществляется ручками, расположенными на мнемоническом обозначении уровня. Имеется возможность менять как нижний, так и верхний уровень сигналов. Поворот ручек по часовой стрелке приводит к повышению (по модулю) соответствующего уровня.
Уровни положительных и отрицательных импульсов меняются в диапазоне 0—10 В. Замер устанавливаемого уровня осуществляется по осциллографу. В случае, если уровень Лог. 0 установлен больше уровня Лог. 1 (нерабочий режим), импульсы будут отсутствовать, и на выходе датчика установится уровень Лог. 0.
Переключатель типа нагрузки (ТТЛ-RL)
Находится в центре стенда, правее переключателя «СТ-НД». Переключатель имеет три положения:
верхнее (ТТЛ) — гнезда «Выход» подключаются к нагрузке, имитирующей подключение к схемам ТТЛ (стандартной серии К155). При этом количество подключенных схем от 0 до 30 устанавливается с помощью двух переключателей «Нагрузка ТТЛ»;
среднее (нейтральное) — гнезда «ВЫХОД» являются отключенными от нагрузки. Это нерабочее положение переключателя необходимо при подготовке стенда к работе. Переводом переключателя в это положение можно в ряде случаев быстро снять перегрузки с измерительных приборов);
16
нижнее («R») — гнезда «Выход» соединяются с имитатором резистивной нагрузки. Имитатор представляет собой три последовательно включенных сопротивления с номиналами 100 Ом, 1 КОм, 10 КОм. Два последних сопротивления — переменные, их величина регулируется ручками, расположенными под ними. Поворот ручки по часовой стрелке увеличивает сопротивление. Резистор нагрузки может быть соединен с помощью тумблера «T» либо с гнездом «EBH », либо с землей (). В первом случае к гнезду «EBH » необходимо подключить внешнее напряжение EBH.
Переключатель емкости «С»
Находится в правой нижней части стенда. Переключатель служит для подключения к гнездам «Выход» емкостей нагрузки. Нагрузка представляет собой емкость, величина которой может быть установлена с помощью переключателя «С-пф» в пределах 51—1000 пФ.
Подключение питания и синхронизации
Гнезда «+10В», « +5В», «+2В», «-5В», «-2В», «-10В» служат для подачи напряжения питания на исследуемую схему. С этих гнезд также можно подать напряжение на гнездо «EBН » имитатора резистивной нагрузки.
Гнезда « » служат для соединения «земли» стенда и исследуемой схемы.
На гнездо «СИНХР.» подан сигнал, который может быть использован для внешней синхронизации осциллографа. Он совпадает по фазе с сигналом, вырабатываемым датчиком «РЕГУЛИРУЕМЫЕ ИМПУЛЬСЫ», но опережает его на 20 — 30 нc.
Измерительные приборы
На стенде имеются два вольтметра для измерения напряжения на входе V1 и на выходе V2 исследуемой схемы. Оба вольтметра имеют переключатели полярности «-, +», и переключатели диапазонов измерения «1 В — 10 В».
17
Для измерения входного и выходного токов исследуемой схемы на стенде находятся миллиамперметры А1 и А2, которые имеют переключатели диапазонов измерения (A1 — «1 мА — 10 мА», А2 — «10 мА — 100 мА») и переключатели полярности «—, +» (положение « + » соответствует протеканию тока «слева направо» через миллиамперметр.)