Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электротехника и электроника. Электроника на оборудовании Uni-Train. Лабораторный практикум
.pdf
№ 4482
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МИСиС»
ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра инфокоммуникационных технологий
А.Б. Ваттана
М.В. Колистратов
Электротехника и электроника.
Электроника на оборудовании
Uni-Train
Лабораторный практикум
Рекомендовано редакционно-издательским
советом университета
Москва 2021
УДК 621.3:622
В21
Рецензент
канд. техн. наук, доцент А.И. Широков
Ваттана А.Б.
В21 Электротехника и электроника. Электроника на
оборудовании Uni-Train : лабораторный практикум /
А.Б. Ваттана, М.В. Колистратов. – М. : Изд. Дом НИТУ
«МИСиС», 2021. – 62 с.
Изложены основные теоретические сведения, приведены расчетные формулы по темам лабораторных работ по электронике.
Даны описания транзисторных усилительных схем и схем на операционных усилителях, смоделированных на оборудовании Uni-
Train. Даны общие методические рекомендации к выполнению
лабораторных работ, обработке данных и оформлению отчетов
о работах.
Предназначен для студентов специальностей 21.05.04,
21.05.05, 23.05.01 при выполнении лабораторных работ по курсу
«Электротехника и электроника».
УДК 621.3:622
А.Б. Ваттана,
М.В. Колистратов, 2021
НИТУ «МИСиС», 2021
Оглавление
Общие положения ...................................4
Правила выполнения лабораторных работ ...............4
Содержание отчета о лабораторной работе ...............4
Лабораторное оборудование ...........................5
Программное обеспечение ............................7
Лабораторная работа № 1.
Полупроводниковые приборы .........................16
Лабораторная работа № 2.
Параметрический стабилизатор напряжения ............30
Лабораторная работа № 3. Исследование однокаскадных
усилителей на биполярных транзисторах ...............41
Библиографический список ..........................60
Приложение .......................................61
3
Общие положения
Правила выполнения лабораторных работ
1 Лабораторные работы проводятся в лабораторном
классе с применением учебной платформы Uni-Train.
2 Для допуска к выполнению лабораторных работ студент обязан ознакомиться с правилами работы в компьютерном классе и правилами техники безопасности.
3 К началу лабораторной работы студенту необходимо
ознакомиться с ее содержанием, изучить теоретические сведения по теме лабораторной работы, подготовить конспект с таблицами для внесения экспериментальных данных и выполнения расчетов.
4 Полученные в ходе выполнения работы результаты
студент должен занести в отчет о лабораторной работе.
5 При анализе результатов лабораторной работы полученные расчетные данные и характеристики необходимо прокомментировать (пояснить) с позиций известных теоретических положений.
6 Выводы по результатам лабораторной работы следует
занести в отчет.
7 Студент должен защитить оформленную лабораторную
работу. К защите допускаются студенты, получившие допуск,
выполнившие лабораторную работу в полном объеме задания и
оформившие ее в соответствии с настоящими правилами.
8 Для защиты лабораторной работы необходимо представить расчетно-графический экспериментальный результат
и уметь объяснить его, а также ответить на вопросы преподавателя.
Содержание отчета о лабораторной работе
Лабораторная работа оформляется в виде отчета на скрепленных листах формата А4 (или в лабораторной тетради)
с титульным листом (см. приложение). Схемы, графики и та-
4
блицы должны быть начерчены карандашом с использованием трафарета или линейки с соблюдением принятых стандартных условных обозначений.
Отчет о лабораторной работе должен содержать следующие пункты:
1 Наименование лабораторной работы.
2 Цель работы.
3 Краткое теоретическое введение и расчетные формулы.
4 Электрические схемы цепей с измерительными приборами.
5 Таблицы с расчетными и экспериментальными данными.
6 Графики, временные диаграммы, вольтамперные характеристики (ВАХ).
7 Выводы по результатам лабораторной работы.
Лабораторное оборудование
Интерфейсный модуль UniTrain-I (рисунок 1) является центральным устройством UniTrain-I-системы. Он обеспечивает наличие необходимых для проведения опытов входов
и выходов, различных реле и измерительной техники, имеет
собственный микропроцессор и запоминающее устройство для
сохранения данных измерений. Модуль подключается к компьютеру по интерфейсу USB или RS232 (COM-порт компьютера) для передачи результатов измерений в компьютер и установочных данных в интерфейсный модуль.
Интерфейсный модуль UniTrain-I предназначен для
стыковки с одним или несколькими испытательными стендами UniTrain-I. Испытательные стенды UniTrain-I (рисунок 2)
выдают постоянные и переменные напряжения для проведения экспериментов и имеют инфракрасный порт. Интерфейсный модуль UniTrain-I, испытательный стенд UniTrain-I и
плата для экспериментов связаны друг с другом через шину
(96-контактный разъем).
Эксплуатация и настройка оборудования, так же как и
измерения в масштабе реального времени, выполняются посредством виртуальных приборов (ВП). Виртуальные приборы
выглядят реалистично, поэтому элементы управления лабора-
5
торным оборудованием позволяют работать, как в классической лаборатории. ВП поставляются с ВП-стартером (для случаев, когда виртуальные приборы используются вне L@Bsoft)
или опционально с программным обеспечением L@Bsoft.
Рисунок 1 –
Интерфейсный модуль
Рисунок 2 –
Испытательный стенд
При проведении лабораторных работ также используется цифровой мультиметр MetraHit (рисунок 3), позволяющий
измерять напряжение, силу тока и ряд других параметров.
Рисунок 3 – Мультиметр MetraHit
6
Включается прибор нажатием на кнопку ON/OFF. Для
измерения, например, напряжения необходимо выставить центральный переключатель на тип измеряемого напряжения (постоянное, переменное). Тип выбранного напряжения отобразится на экране прибора (DC, AC). Вставить щупы в открытые
клеммы прибора, другими концами щупов прикоснуться к месту снятия напряжения. Напряжение отобразится на экране.
В случае измерения силы тока тип тока определяется
нажатием кнопки FUNC.
Программное обеспечение
Для работы с оборудованием UniTrain-I необходимо использовать программную оболочку L@Bsoft. Для ее запуска
следует щелкнуть левой кнопкой мыши по пиктограмме ,
расположенной на рабочем столе.
После загрузки программы на экране монитора появляется ее рабочее окно (рисунок 4).
Рисунок 4 – Рабочее окно программы L@Bsoft
В данном лабораторном практикуме мы будем использовать только меню Приборы. Рассмотрим его подробнее. В данном меню представлены виртуальные приборы, позволяющие
управлять интерфейсным модулем UniTrain. Структура меню
представлена на рисунке 5. Цветом выделены те приборы, которые будут необходимы при выполнении лабораторных работ.
7
Приборы
Измерительные
Осциллограф
Вольтметр А
Вольтметр В
Амперметр А
Амперметр В
Измеритель мощности
Мультиметр
MetraHit
Источники напряжения
Генератор функций
Генератор импульсов
Генератор формы
Источник постоянного
тока
Источники питания
Источник постоянного
тока
Источник трехфазного
Дополнительный источник
Реле
Цифровой
Входы
Выходы
Входы и выходы
Дополнительные входы
и выходы
тока
трехфазного тока
сигналов
Рисунок 5 – Структура меню Приборы
приборы
8
Осциллограф (рисунок 6)
Рисунок 6 – Панель осциллографа
TIME/DIV: значение TIME/DIV (время/деление) за-
дает масштаб шкалы времени (расположена по горизонтали).
Одно деление соответствует заданному в диалоговом окне значению. На экране одновременно видны 10 делений.
Пример. При TIME/DIV, равном 5 ms, на экране виден
временной интервал, равный 50 ms. TIME/DIV может принимать 22 значения между 1 ms и 10 s.
A, В: значение VOLTS/DIV задает масштаб шкалы на-
пряжения (расположена по вертикали). Одно деление соответствует установленному в данный момент значению. На экране
одновременно отображается 8 делений. В распоряжении имеются 9 значений VOLTS/DIV между 20 mV и 10 V.
По умолчанию нулевая линия располагается посередине
экрана. Выше нее показаны положительные значения напряжения, ниже – отрицательные значения. Y-POS позволяет передви-
гать нулевые линии. ON позволяет включать активный канал
для получения изображения сигнала. GND подсвечивает нулевую линию. Это помогает точнее расположить ее. AC или DC позволяют выбирать между постоянным и переменным током. AC
позволяет видеть только переменную составляющую сигнала.
Имеющаяся постоянная составляющая (DC-составляющая) при
9
этом вычитается. DC дает изображение полного сигнала, т.е. и
постоянной, и переменной составляющих.
INV инвертирует сигнал, т.е. положительные значения
напряжения становятся отрицательными, а отрицательные –
положительными (зеркальное отражение относительно нулевой линии).
X/T: в режиме X/T используется нормальный режим ото-
бражения. Отображается временная характеристика сигналов.
X/Y: в режиме X/Y данные канала A передаются на ось
x (горизонтальную ось), а данные канала B – на ось y (верти-
кальную). В данном режиме измерений используется временной интервал 10·TIME/DIV. Поэтому в режиме X/T следует
в первую очередь выбрать такое TIME/DIV, которое соответствует данной частоте сигнала. Режим X/Y используется, например, чтобы отображать характеристические кривые электронных компонентов.
ADD: нажатием ADD выдается сумма по обоим каналам,
т.е. A + B. Функции инвертирования INV позволяют получить
разность (A – B) и (B – A), а также инвертированный суммарный сигнал – (A + B). Суммирование выполняется без учета
настройки VOLTS/DIV, т.е. на экране складываются только
y-отклонения. Чтобы получить реальную сумму, следует для
обоих каналов выбрать одинаковую настройку VOLTS/DIV.
10
Вольтметр (рисунок 7)
Рисунок 7 – Панель вольтметра
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]