7.5 Поточний самоконтроль

7.5.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms

1. Сформувати модель лабораторного стенда для дослідження світлодіода (рис.7.15).Дослідження провести з наступною метою:

• Ознайомлення з різновидами світлоіндікаторів, побудованих на базі напівпровідникових світло діодів.

• Набуття навиків узгодження опору індикаторів при підключені до пристроїв з високим вихідним опором.

• Набуття навиків вмикання світлодіодів в стуктури оптоелектронних пристроїв та забезпечення їх оптимального режима роботи з генераторами струму.

В лабораторному стенді використовуються: - одноточковий сигнальний індикатор X 1, активація якого свідчить про підключення джерела живлення; - багаторозрядні цифрові мікроамперметри (U2, U3, U5 DC 1e-0.09); -багаторозрядні цифрові вольтметри (U1, U4 DC 10 MOhm)) та вольтметр U5 (DCD BARGRAPH), за допомогою якого рівень напруги фіксується числом активованих сегментів. Діапазон виміру напруги цього індикатора необхіднозмінити з 10 В на 2 В. Всі згадані оптоелектронні прилади розміщені в бібліотеці панелі індикаторів. Слід звернути особливу увагу на наступне. При одержані цього індикатора з бібліотеки компонентів MS в ньому установлено значення внутрішнього опору 500 Ом.

Д ля проведення першого експеримента залишіть це значення. В даному випадку паралельно світлодіоду LED1, опір якого становить біля 400 Ом, підключається опір 500 Ом. Це суттєво змінює коефіцієнт передачі подільника напруги (див. 1.6.2). Вхідний струм (фіксується U2) розділяється на струм діода І_Д та струм І_В, що небажано споживається вольтметром U6. Це приклад грубого порушення вимог міжкаскадного зв’язку (R_ВИХ>> R_ВХ). Спробуйте забезпечити режим випромінювання діода, змінюючи положення движків потенціометрів R1 та R3. В такому стані схеми не забезпечується необхідний стум діода. Випромінювання відсутнє. Вказаний опір вольтметра може бути використаний при підключені до навантаження, опір якого не перевищує 50…70 Ом, тому для проведення подальших дослідів необхідно відкрити передню панель U6 (подвійна ліва кнопка миші) та виставити опір 500 кОм і діапазон вимірів напруги 2 В.

В такому режимі стум І_В майже відсутній ( 3.775 мкА). Режим схеми не порушується.

Дослідити залежність струму діода від напруги джерела живлення, коли R3 = 0 ( 0%). Для цього використовується потенціометр R1, опір якого значно менший опору резистора R2. Відтак, маємо генератор напруги (1.6.3). Для фіксації рівня напруги використовується вольтметр U1, струму діода - міліамперме U3. Зафіксувати пороговий струм діода, за якого виникає випромінювання.

Дослідит залежність струму діода від опору потенціометра R3 при постійній напрузі на вході 10 В.Зафіксувати пороговий струм діода, за якого виникає випромінювання.

2. Побудувати модель підсилювача на базі транзисторної оптопари (рис.7.16). Проаналізувати подану схему та пояснити призначення компонентів.

Провести дослідження схеми за постійним струмом.Для цього доповнити схему джерелом напруги 5 В з потенціометром 50 Ом, до якого приєднати резистор R 1. У вхідне коло включити вольтметр U1 та міліамперметр U2 (див. рис.7.15). У вихідне коло (коло колектора транзисторої опт опари) вмикнути мікроамперметр та вольметр

Д ослідити залежність вихідної напруги та струму від вхідного струму та вхідної напругиї. Зафіксувати початковий поровий вхідний струм (початок впливу вхідного струму на вихідний) Побудувати характеристики, визначити коефіцієнти підсилення за струмом та напругою.

Змінюючи значення вхідної напруги перевести підсилювач в активний режим, коли U_ВИХ = Е_С /2 = 6 В.(див.4.13.1.).

Через відокремлювальний конденсатор ємністю 20 мкФ до входу підсилювача підключити функціональний генератор XFG1 та перевести його в режим формування гармонічного сигналу частотю 1 кГц.

Встановити на виході генератора амплітуду сигналів, за якої на виході підсилювача формується гармонічний сигнал з мінімальним спотворенням. Включити в схему вимірювач АЧХ (Bode Plotter)/ Провести дослідження підсилювача в частотній області. Визначити нижню та верхню межові частоти і коефіцієнт підсилення при зміні опору резистора R2(500 Ом; 3 кОм; 5 кОм).

Дослідити підсилювач (рис.7.16.) в часовій області. Визначити тривалість переднього фронту імпульсу.

3 . Побудувати модель підсилювача на базі транзисторної оптопари з електричним та оптичним керуванням (рис.7.17).

Дослідити формування вихідних сигналів при надходженні інформаційних сигналів від двох джерел.