ФГБ ОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения»
Кафедра
«Электроника и защита информации»
А.Н. КАРАУЛОВ, С.Ф. КАБОВ, Л.И.СТРЯПКИН
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ
Методические указания
к лабораторной работе
Москва-2011
УДК ХХХ.ХХХ.ХХХ
К ХХ
Караулов А.Н., Кабов С.Ф., Стряпкин Л.И. Универсальный лабораторный стенд по электронике: Методические указания к лабораторной работе – М.: МИИТ, 2011.-49 с.
Описывается универсальный учебный стенд, предназначенный для выполнения экспериментов над полупроводниковыми структурами и элементами схем, составленных из таких структур.
При создании стенда преследовались следующие цели:
Сделать объект эксперимента максимально доступным для экспериментатора.
Предельно приблизить условия эксперимента к условиям, реально существующим в современных научно-исследовательских и производственных организациях.
© ФГБ ОУ ВПО МИИТ, 2011
1. Цель работы
1.1 Освоение современных методов экспериментальных исследований электронных приборов и устройств на автоматизированном лабораторном стенде.
1.2 Изучение методики измерения электрических величин осциллографом и цифровым мультиметром.
1.3 Приобретение практических навыков при выполнении лабораторных работ, реализуемых на печатных платах.
2. Содержание работы
2.1. Изучение функционального состава и назначения органов управления лабораторной станции NI ELVIS.
2.2. Изучение пользовательского интерфейса среды графического программирования LabVIEW и программных средств обработки результатов измерения компании National Instruments.
2.3. Измерение с помощью цифрового мультиметра постоянного напряжения и сопротивления резисторов.
2.4. Снятие вольт-амперных характеристик линейного и нелинейного элементов посредством лабораторной станции NI ELVIS.
2.5. Измерение с помощью электронного осциллографа С1-112 амплитудных и временных параметров электрических сигналов.
3. Состав, назначение и общие сведения об универсальном лабораторном стенде по электронике
3.1. Введение
Важной составляющей частью учебного процесса являются лабораторные занятия, в ходе которых студенты приобретают практические навыки по избранной специальности.
Лабораторный практикум по электронике рассчитан на студентов, имеющих основные навыки работы с персональным компьютером, и призван решать следующие задачи:
Закрепить, экспериментально подтвердить и расширить теоретические знания, получаемые студентами на лекциях по электронике и интегральной схемотехнике и в процессе самостоятельного изучения рекомендованной литературы.
Ознакомить студентов с современной элементной базой электроники, ее конструктивным исполнением и техническими характеристиками.
Обучить студентов современным методам экспериментальных инженерных исследований, максимально приблизив процесс экспериментального изучения электроники в лабораторных условиях к процессу технического контроля, наладки и исследования электронных устройств при конструировании и эксплуатации реальной микроэлектронной аппаратуры.
Привить студентам практические навыки работы с контрольно-измерительным оборудованием, приборами и технической документацией.
Привить студентам навыки анализа и обобщения полученных результатов.
Современная радиоэлектронная аппаратура (РЭА) формируется на однослойных или многослойных печатных платах. Располагаемые на этих платах интегральные микросхемы и дискретные компоненты соединяются между собой (согласно принципиальным схемам) методом печатного монтажа.
Печатные платы выполняются из листового изоляционного материала (обычно, стеклотекстолита), покрытого медной фольгой, из которой методом химического травления формируются соединительные печатные проводники, так называемые «дорожки». Металлические выводы элементов обычно пропускаются в отверстия и припаиваются к печатным проводникам. Существует также так называемый поверхностный монтаж, используемый для выполнения устройств на безвыводных компонентах (SMD) или компонентах с планарными выводами (т.е. выводами, расположенными в одной плоскости).
Соединение печатных плат между собой, а также с другими внешними блоками и устройствами осуществляется обычно с помощью стандартных разъёмов. При работе с такой аппаратурой все необходимые измерения проводятся непосредственно на плате, поэтому необходимо знать номенклатуру и исполнение дискретных и интегральных элементов, а также уметь идентифицировать на плате элементы и соединения между ними согласно принципиальным и монтажным схемам.
Все лабораторные работы практикума по электронике конструктивно оформлены на печатных платах из фольгированного стеклотекстолита. Таким образом, осуществляется приближение лабораторных работ к условиям реальной инженерной практики. Печатные платы имеют специальные контрольные точки, что позволяет производить измерения во всех необходимых узлах схемы. Подача питающих напряжений и осуществление коммутаций в схеме осуществляется через разъем, имеющий 30 выводов, подключенных к цепям лабораторной станции NI ELVIS и специальной коммутационной панели.