Министерство образования и науки Украины

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

кафедра морской электроники

Радиотехника и электроника

методические указания

для выполнения лабораторных работ

Утверждено на заседании

кафедры морской электроники как

методические указания для выполнения

лабораторных работ по дисциплине

«Радиотехника и электроника»

направления подготовки 6.070104 «Морской и речной транспорт»

профессионального направления

«Судовождение»

от 28 сентября 2010 р, протокол № 2

Одесса – 2010

УДК 621.382.002.3(075.5)

ББК 32.85

Д-13

Составители:

С.Н. Дранчук.,

В.А.Завадский

Д 13	Радиотехника и электроника: методические указания для выполнения лабораторных работ / Сост. С.Н. Дранчук, В.А. Завадский, – Одесса: ОНМА, 2010. – 102 с.

УДК 621.382.002.3(075.5)

ББК 32.85

 Одесская национальная морская академия 2010

Вступление

Методические указания предназначены для курсантов дневной и студентов заочной формы обучения в направлении подготовки 6.070104 «Морской и речной транспорт» профессионального направления «Судовождение» при проведении лабораторных работ по дисциплине „Радиотехника и электроника”.

Изучение дисциплины „Радиотехника и электроника” для курсантов дневной формы обучения проводится в 6 семестре и включает в себя:

• Лекционные занятия в течение семестра (14 часов);

• Выполнение лабораторных работ (14 часов.);

• Выполнение расчетно – графической работы;

• Модульный контроль усвоения лекционного курса;

• Самостоятельную работу над учебной литературой.

После выполнения указанных видов работ курсант допускается к сдаче зачета.

Приведенная библиография вмещает несколько экземпляров приблизительно равноценных учебников, что позволяет более рационально организовать изучение материала. При изучении материала учебников и выполнении расчетно–графической работы (РГР) возникающие вопросы могут быть решены на консультациях, которые проводятся преподавателями кафедры.

Приведенные в методических указаниях лабораторные работы охватывают основные разделы учебной программы дисциплины «Радиотехника и электроника» и отвечают международным требованиям программы “IMO – MODELS Course”, OFFICER IN CHARGE OF NAVIGATIONAL WATCH (р. 2.5. Electronics.)

Содержание лабораторных работ охватывает исследование основных элементов электроники – полупроводниковых датчиков, диодов, биполярных и униполярных транзисторов, а также базовых схем аналоговой и цифровой электроники, используемых в системах электронного управления судном: усилителей на биполярных транзисторах и операционных усилителях, мультивибраторов, логических элементов цифровой электроники. Каждая лабораторная работа рассчитана на два часа. После выполнения лабораторной работы курсант обязан сдать протокол и защитить результаты лабораторной работы в пределах тех теоретических знаний, которые приведены в методическом указании к данной лабораторной работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование свойств германиевого датчика

температуры, применяемого в системах контроля судового оборудования

Цель работы – исследовать влияние температуры на сопротивление собственного полупроводника и определить калибровочную характеристику германиевого датчика температуры.

[1, с.17-39]; [4, c.67-89].

Методика проведения эксперимента

В работе исследуется температурный датчик на основе собственного германия. По результатам работы необходимо определить калибровочную характеристику датчика.

Известно, что сопротивление собственного полупроводника уменьшается с повышением температуры согласно экспоненциальному закону

, (1.1)

где ρ₀ − удельное сопротивление полупроводника при неограниченно большой температуре;

ΔΕ − ширина запрещенной зоны;

К=8,62.10^-5 эВ/К − постоянная Больцмана;

Т − абсолютная температура.

Прологарифмируем эту зависимость

. (1.2)

Отсюда выходит, что в координатах , наблюдается линейная зависимость с угловым коэффициентом В (рис.1.1)

. (1.3)

В этом случае калибровочная прямая датчика температуры на основе собственного полупроводника имеет вид

, (1.4)

где Т_i – измеряемая температура в ⁰С;

В – угловой коэффициент, определяемый по (1.2);

lnR₀ – натуральный логарифм сопротивления полупроводника при бесконечно большой температуре, который определяется экспериментально при калибровке датчика (см. выражение 1.5);

lnR_i – натуральный логарифм сопротивления полупроводника при измеряемой температуре.

Значение коэффициента lnR₀ можно определить усреднением экспериментальных данных согласно:

. (1.5)

В дальнейшем, получив калибровочную кривую температурного датчика по значению измеренного значения сопротивления датчика можно рассчитать температуру окружающей среды согласно (1.4).

Таким образом, получив экспериментально зависимость сопротивления собственного полупроводника от температуры, необходимо перестроить ее в координатах , а затем аппроксимировать ее прямой линией на участке высоких температур и определить угловой коэффициент полученной прямой с помощью соотношения

. (1.6)

Экспериментально зависимость R = (T) снимают с помощью схемы измерения, изображенной на рис. 1.2.