1.10 Початкові засади електроніки та схемотехніки

Поданий вище матеріал дозволяє сформувати основні положення, які виділяють особливості побудови та функціонування сучасних ЕС. Їх треба запам`ятати, розуміти та використовувати при вивчені та засвоєнні подальшого матеріалу. Це перший крок в освоєнні основ електроніки та схемотехніки

Отже:

1. Найбільш досконалими та поширеними є електронні системи обробки та відображення інформації;

2. Виявлення та ідентифікація різноманітних фізичних процесів, явищ та їх зміни в часі і просторі фіксуються за допомогою відповідної зміни електричних параметрів (струму, напруги, ємності, опору, індуктивності), тобто шляхом формування електричних інформаційних сигналів;

3. Формування, обробка, передача та відображення інформації відбувається за допомогою майже без інерційного керування електронними потоками;

4. Реалізація запрограмованих шляхів переміщення носіїв зарядів в просторі та часі відбувається побудовою різноманітних електронних пристроїв, які складаються з пасивних та активних компонентів;

5 Підсилення потужності електричних інформаційних сигналів та формування незатухаючих електричних коливань відбуваються за рахунок потужності джерел живлення;

З метою оцінки спроможності передачі ЕІС з допустимими спотвореннями, компоненти, пристрої та ЕС розраховуються та аналізуються за постійним струмом, в частотній та часовій областях, для чого використовують ВАХ, АЧХ та ПХ.

1.11 Поточний самоконтроль

1.11.1 Завдання для дослідження схем в ms

1 . Дослідити подільник напруги. Побудувати модель ПН (рис.1.22) Дослідити зміни вихідної напруги та зробити висновки за умов вмикання перемикачів: лише -J1; - J1, J2; - J1,J3; - J1, J2, J3; лише - J3 .

Визначити, за яких опорів навантаження коефіцієнт передачі ПН зберігається на рівні K ~1, якщо опір джерела живлення становить 10 Ом, 20 кОм, 1 МОм.

2 . Сформувати модель та дослідити диференціюючу RC-схему (рис.1.23). Визначити сталу часу та номінали компонентів за яких, забезпечується 10% та 100% спади вершин імпульсів тривалістю 3 мкс. Для вказаних випадків розрахувати та дослідити за допомогою Bode Ploter межові частоти (рис. 1.23).

П ри виконанні цієї вправи слід враховувати, що 100% спад вершини відбувається за 3τ_Н = 3/RC, а заряд конденсатора на 0.1U_МАКС, тобто коли забезпечується 10% спад вершини, відбувається приблизно за 0.1 τ_Н.

При використанні Bode Ploter спочатку визначається приблизне значення межової частоти, коли виставляється широкий діапазон (наприклад, F = 1 МГц, І= 1 мГц). Після попереднього. визначення частоти діапазон звужується, що дає можливість майже точно виставити -3дБ та визначити f_Н = w_Н/2π.

П ри дослідженнях спад вершини імпульсів доцільно визначати за допомогою візирних лінійок осцилографа(рис.1.24). Вихідний сигнал поступає в канал «В», де для вказаного положення лінійки фіксується 50% спад вершини імпульсу тривалістю 331.439 мкс. Аналогічно, зміщуючи лінійку, можна визначити тривалість вихідного імпульсу, за якої забезпечується допустимий спад вершини.

3. Сформувати та дослідити моделі диференціюючих схем RC- та LR - типів (рис.1.25).

- Для показаних опорів, ємностей та індуктивностей розрахувати сталі часу, межові частоти та визначит межову частоту в коливання за секунду (в герцах).

- Вмикнути моделювання, виставити параметри осцилографів для відображення вихідних імпульсів, поданих на рис.1.26. Порівняти ці імпульси з тестовими сигналами (рис.1.18.) та зробити висновки відносно співвідношень t_і та . На всі входи подається імпульс однакової тривалості, визначити її. Для вказаних положень візирних лінійок встановити спади вершин.

- До генератора та виходів ДС підключити Bode Plotter (рис.1.23), визначити межові частоти та допустиму тривалість імпульсів, за якої спад вершини не перевищить 10%.

- Сформулювати висновки.

1. С формувати та дослідити моделі інтегруючих схем RC- та LR - типів (рис.1.27).

- Для показаних опорів, ємностей та індуктивностей розрахувати сталі часу, межові частоти та визначит межову частоту в коливання за секунду (в герцах).

- Вмикнути моделювання, виставити параметри осцилографів для відображення вихідних імпульсів, поданих на рис.1.28. Порівняти ці імпульси з тестовими сигналами (рис.1.19.) та зробити висновки відносно співвідношень t_і та . На всі входи подається імпульс однакової тривалості, визнач ити її. Для вказаних положень візирних лінійок встановити ступень заряду конденсатора.

Для кожної схеми визначити тривалість імпульсу, за якої вихідний імпульс формується з допустимими спотвореннями (t _ФР = 0.1 t _і ).

- Розрахувати та дослідити за допомогою Bode Ploter межові частоти.

- Провести аналіз, Сформувати висновки.

2. Дослідити генератор струму ( ГС ). Сформувати модель ГС ( рис.1.29). Джерело енергії має внутрішній опір 10 кОм (R1). Дослідити в MS залежність струму від опору навантаження. Визначити межі зміни опору.

Повторити експеримент , збільшивши опір навантаження до 5кОм (замінити потенціометр R2).

Сформулювати висновки. В яких межах зміна опору навантаження суттєво не впливає на режим джерела живлення?

3. Дослідити генератор напруги (ГН). Побудувати модель ГН (рис.1.30).

Джерело енергії має внутрішній опір 100 Ом (R 1). Дослідити залежність напруги на навантажені від опору навантаження. Виз начити межі зміни напруги.

Повторити експеримент, зменшивши опір навантаження до 500 Ом

Сформулювати висновки. В яких межах зміна опору навантаження суттєво не впливає на режим джерела живлення?