Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы конструирования электронных средств. Ч.2. Практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 73 4 5 6 7 > Следующая >>>

2.5.1.2 Установите органы управления в следующие исходные положения:

– тумблер СЕТЬ ВКЛ. – в нижнее (выключено) положение;

– переключатель МНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ – в положение «10»;

– ручку плавной установки частоты «Hz» – в положение «100»;

– переключатель выходного сопротивления «600 Ω» – в верхнее положение;

– ручку плавной регулировки выходного напряжения РЕГ. ВЫХ. – в край-

нее левое положение;

– кнопку «0.1» в блоке переключателя «ПРЕДЕЛЫ ШКАЛЫ V» – в поло-

жение «нажато».

2.5.2 Подготовка стенда УЛС-1 к работе

2.5.2.1 Перед началом работы внимательно ознакомьтесь с описанием

стенда УЛС-1 в 2.4.

2.5.2.2 Внешним осмотром убедитесь в наличии надежного заземления и

отсутствии повреждений стенда и шнура питания.

2.5.2.3 Установите органы управления в следующие исходные положения:

– тумблер СЕТЬ ОТКЛ – в положение ОТКЛ;

– тумблеры ВКЛ источников «G1», «G2», «G3-G4», «G5» в блоке ИСТОЧНИКИ – в нижнее положение;

– ручки РЕГУЛИРОВКА в блоке ИСТОЧНИКИ – в крайнее левое положение;

– переключатель пределов прибора «РV2» в положение «10В», отмеченное черным цветом.

Остальные органы управления оставить в существующем положении.

2.5.3 Подготовка милливольтметра переменного В3-38Б к работе

2.5.3.1 Внешним осмотром убедитесь в наличии надежного заземления и

отсутствии повреждений шнура питания.

2.5.3.2 Установите органы управления в следующие исходные положения:

– кнопку « » – в отжатое положение.

– ручку пределов переключателя шкалы – в положение «10В».

2.5.4 Измерение параметров для расчета надежности усилителя мощ-

ности

2.5.4.1 Соберите стенд исследования усилителя мощности в соответствии с

рисунком 2.3 и таблицами 2.2 и 2.3, для чего:

– подключите генератор Г3-102 потенциальным (коротким) концом прово-

да 6 к контрольной точке 5 усилителя мощности, а низкопотенциальным (длинным) – к контрольной точке 6;

– подключите источник «G3 G4» стенда УЛС-1 проводами 7 и 8 соответ-

ственно к контрольным точкам 11 и 12 усилителя мощности;

– подключите нагрузку «RН1» к контрольным точкам 15 и 16 усилителя

мощности.

Таблица 2.2 – Перечень кабелей стенда исследования усилителя мощности

Обозна-

чение

провода,

жгута,

кабеля

Обозначение

Данные провода, жгута,

кабеля

Кол.

Примеча-

ние

1 – 4

ЕВ4.853.685

Кабель заземления

4 5

ЯИ4.853.081

Соединительный провод

Из состава Р1

ЕХ4.850.192-01

Соединительный провод

Из состава G1

7 – 12

ОКЭС.685611.001

Провод с двумя штекерами на концах

Цифрами 1 – 4, 7 – 10, 13, 14, 21, 22 обозначены контрольные точки

Рисунок 2.3 – Стенд исследования усилителя мощности. Схема электрическая общая

Таблица 2.3 – Перечень элементов стенда исследования надежности усилителя мощности

Поз.

обозна-

чение

Наименование

Кол.

Примечание

А1

Усилитель мощности ОКЭС.468741.001

Испытуемый

А2

Нагрузка

R6 или R7

А3

Универсальный лабораторный стенд УЛС-1

ЕВ2.702.838

Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-102

ЕХ3.265.016

1 P1

Милливольтметр ВЗ-38В ЯИ2.710.070

2.5.4.2 Подайте питание на усилитель мощности, для чего тумблер СЕТЬ

ОТКЛ стенда УЛС-1 переключите в верхнее положение, должен загореться индикатор СЕТЬ.

2.5.4.3 Переключите тумблер ВКЛ источника «G3 G4» в блоке ИСТОЧНИКИ стенда УЛС-1 – в верхнее положение; должен загореться индикатор «G3».

2.5.4.4 Переведите тумблер СЕТЬ ВКЛ. генератора ГЗ-102 в верхнее положение, должен загореться индикатор СЕТЬ ВКЛ.

2.5.4.5 Установите электрический режим 1. Для этого ручкой плавной регулировки выходного напряжения РЕГ.ВЫХ. генератора Г3-102 установите действующее значение UГ1, мВ, контролируемое вольтметром «V» генератора, в соответствии с таблицей 2.1.

Измерьте потенциал по постоянному току в контрольных точках усилителя

мощности, для чего выход «–» вольтметра «PV2» стенда УЛС-1 соедините проводом 12 с контрольной точкой 8 усилителя мощности, а выход «+» вольтметра «PV2» соедините проводом 11 поочередно со всеми контрольными точками усилителя, снимая показания вольтметра «PV2» и занося их в соответствующую графу таблицы 2.4.

Таблица 2.4 – Результаты измерения потенциала в контрольных точках

Контрольная точка

Электрический режим 1

Электрический режим 2

Потенциал

постоянный,

мВ

Потенциал

переменный

мВ

Потенциал

постоянный,

мВ

Потенциал

переменный,

мВ 1 2

…

П р и м е ч а н и е – Количество строк в таблице 2.4 должно соответствовать количе-

ству контрольных точек, в которых проводились измерения потенциала

Расположение контрольных точек усилителя мощности приведено в соот-

ветствии с рисунком 2.1.

ВНИМАНИЕ: ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПОТЕНЦИАЛОВ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

ШКАЛЫ «PV2» CТЕНДА УЛС-1 УСТАНАВЛИВАТЬ В ТАКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, ЧТОБЫ СТРЕЛКА ПРИБОРА НАХОДИЛАСЬ В ПРАВОЙ ЧАСТИ ШКАЛЫ, ПРИ ЭТОМ ПРЕДЕЛ ШКАЛЫ БУДЕТ СООТВЕТСТВОВАТЬ ПРЕДЕЛУ, ОБЗНАЧЕННОМУ ЧЕРНЫМИ ЦИФРАМИ.

2.5.4.6 Выключите источник «G3 G4», переключив тумблер ВКЛ источника «G3 G4» в блоке ИСТОЧНИКИ УЛС-1 в нижнее положение; индикатор «G3» должен погаснуть, отсоедините провод 7 от «+» источника «G3 G4» и от контрольной точки 11 усилителя мощности.

Отключите вольтметр «PV2» стенда УЛС-1 от усилителя мощности, отсо-

единив провода 11 и 12 от усилителя мощности.

2.5.4.7 Измерьте постоянный ток потребления I

ПОТ

от источника «G3 G4»,

для чего подключите миллиамперметр «РА2», соединяя выход «-» миллиамперметра с контрольной точкой 11 проводом 10 стенда исследования усилителя мощности, а выход «+» миллиамперметра с выходом «+» источника «G3 G4» проводом 9. Переключите тумблер ВКЛ источника «G3 G4» в блоке ИСТОЧНИКИ – в верхнее положение; должен загореться индикатор «G3». Зафиксируйте значений тока в отчете.

ВНИМАНИЕ: ПОСЛЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА I

ПОТ

МИЛЛИАМПЕРМЕТР

«РА2» ОТКЛЮЧИТЕ, ОТСОЕДИНИВ ПРОВОДА 9 И 10. СОЕДИНИТЕ ВЫХОД «+» ИСТОЧНИКА «G3 G4» С КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКОЙ 11 ПРОВОДОМ 7.

2.5.4.8 Измерьте потенциал по переменному току во всех контрольных точках усилителя мощности. Для этого включите милливольтметр Р1, нажав

кнопку « ». Соедините низкопотенциальный (длинный) конец измерительного кабеля 5 милливольтметра с контрольной точкой 8 усилителя мощности, а потенциальный (короткий) поочередно соедините со всеми контрольными точками усилителя, снимая показания милливольтметра и занося их в соответствующую графу таблицы 2.4.

ВНИМАНИЕ: ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПРЕДЕЛОВ ШКАЛЫ МИЛЛИВОЛЬТМЕТРА НЕОБХОДИМО УСТАНАВЛИВАТЬ В ТАКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, ЧТОБЫ СТРЕЛКА ПРИБОРА НАХОДИЛАСЬ В ПРАВОЙ ЧАСТИ ШКАЛЫ. ИЗМЕРЕНИЯ ПРОВОДИТЕ ПО ВЕРХНЕЙ ШКАЛЕ, ЕСЛИ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПРЕДЕЛА ШКАЛЫ СТОИТ В ПОЛОЖЕНИИ «1», «10», «100», И ПО СРЕДНЕЙ, ЕСЛИ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПРЕДЕЛА ШКАЛЫ СТОИТ В ПОЛОЖЕНИИ «3», «30», «300».

2.5.4.9 Установите электрический режим 2 и проведите измерения пара-

метров для данного режима. Для этого выполните пункты 2.4.4.1– 2.4.4.8, заменив нагрузку «RН1» на «RН2» и установив ручкой плавной регулировки выходного напряжения РЕГ. ВЫХ. генератора Г3-102, действующее значение UГ2, мВ, контролируемое вольтметром «V» генератора в соответствии с таблицей

2.1. Занесите показания в соответствующую графу таблицы 2.4.

2.5.5 Расчет параметров надежности усилителя мощности

2.5.5.1 На основании данных таблиц 2.4 и 2.5, используя законы Ома и

Кирхгофа, вычислите соответствующие напряжения, токи и мощности.

ВНИМАНИЕ: ДЛЯ РАСЧЕТОВ НЕОБХОДИМО ВЫБРАТЬ МАКСИМАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ИЗ ДВУХ (ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО) ДЛЯ КАЖДОЙ КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКИ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ.

Таблица 2.5 – Перечень элементов усилителя мощности

Элемент

Наименование

Кол

Примечание

С1

К50-35 – 16В – 68мкФ ОЖО.464.214 ТУ

С2

К50-35 – 16В – 100мкФ ОЖО.464.214 ТУ

1 С3

К50-35 – 16В – 68 мкФ ОЖО.464.214 ТУ

1 R1

С2-33 – 0,125 – 1,8 кОм ± 5% ОЖ0.467.093 ТУ

1 R2

С2-33 – 0,125 – 750 Ом ± 5% ОЖ0.467.093 ТУ

С2-33 – 0,125 – 3 кОм ± 5% ОЖ0.467.093 ТУ

С2-33 – 0,125 – 200 Ом ± 5% ОЖ0.467.093 ТУ

1 R5

С2-33 – 0,125 – 680 Ом ± 5% ОЖ0.467.093 ТУ

1 R6

С2-33 – 1 – 51 Ом ± 5% ОЖ0.467.093 ТУ

1 R7

С2-33 – 1 – 100 Ом ± 5% ОЖ0.467.93 ТУ

1 VD1,VD2

КД503А, 200 мА ТТ3.362.088 ТУ

2 VT1

КТ815, 1 Вт, аАО.336.185 ТУ/02

VT2

КТ-814, 1 Вт, аАО.336.184 ТУ/02

1 VT3

КТ315, 150 мВт, ЖКЗ.365.200 ТУ / 02

1 1-4; 7-10

Г4,0 6315-002-07593842-97 ТУ

Контр.точки

13,14

Г4,0 6315-002-07593842-97 ТУ

Контр.точки

21,22

Г4,0 6315-002-07593842-97 ТУ

Контр.точки

Примеры выполнения некоторых расчетов приведены ниже.

Примеры

1 Напряжение, падающее на резисторе R4 UR4, мВ, вычисляют по формуле

4 1 2R

U U U=−

, (2.1)

где U1 – потенциал в контрольной точке 1, мВ; U2 – потенциал в контрольной точке 2.

2 Напряжение, падающее на транзисторе VT2 U

VT2

, мВ, вычисляют по формуле

2 22 3VT

U U U=−

, (2.2)

где U22 – потенциал в контрольной точке 22, мВ; U3 – потенциал в контрольной точке 3, мВ.

3 Напряжение, падающее на конденсаторе С1, вычисляют по формуле

1 21 7C

U U U=−

, (2.3)

где U

– потенциал в контрольной точке 21, мВ;

U7 – потенциал в контрольной точке 7, мВ.

4 Напряжение, падающее на диоде VD1, вычисляют по формуле

U−=

, (2.4)

где U2 – потенциал в контрольной точке 2, мВ; U4 – потенциал в контрольной точке 4, мВ.

5 Ток, протекающий через диоды VD1, VD2, транзистор VT1, резисторы R3, R4, R5, можно вычислить по формуле

44R

IR=

, (2.5)

где UR4 – напряжение, падающее на R4,мВ.

6 Мощность на R4 вычисляют по формуле

P U I

=  =

, (2.6)

7 Для вычисления мощности, выделяемой на транзисторах VT2, VT3, необходимо рассчитать ток IVT, протекающий через них. Для этого из тока потребления I

ПОТ

, из-

меренного в 2.4.4.7, нужно отнять ток I, протекающий через диоды VD1, VD2, транзистор VT1, резисторы R3, R4, R5, рассчитанный по (6.5) (током делителя базы VT1 в этом случае можно пренебречь).

VT ПОТ

I I I=−

. (2.7)

8 Мощность, выделяемая на транзисторе VT2, рассчитывается как

22VT VT VT

P I U=

, (2.8)

где IVT – ток, протекающий через транзисторы VT2, VT3, мА;

VT2

– напряжение, падающее на транзисторе VT2, мВ.

9 Мощность, выделяемая на VT1, рассчитывается как

( )

1 4 10VT

P U U I= − 

, (2.9)

где U10 – потенциал в контрольной точке 10, мВ; U4 – потенциал в контрольной точке 4, мВ; I – ток, протекающий через транзистор VT1.

Занесите вычисленные параметры в соответствующие графы таблицы 2.6.

2.5.5.2 По справочнику определите максимальные или номинальные пара-

метры соответствующих элементов и занесите в предпоследнюю графу таблицы 2.6. Типы всех элементов приведены в таблице 2.5.

2.5.5.3 Вычислите коэффициенты нагрузки КН как отношение рассчитанных электрических параметров (напряжения, тока или мощности) к номинальным или максимальным (U/UН, I/I

МАКС

, P/PН, P/P

МАКС

). Занесите в соответству-

ющую графу таблицы 2.6.

2.5.5.4 По таблицам 2.8 – 2.17 для вычисленных значений КН и для заданной температуры окружающей среды определите соответствующие коэффициенты и занесите в таблицу 2.7.

Таблица 2.6 – Расчетные и максимальные или номинальные электрические параметры элементов усилителя мощности

Позици-

онное

обозна-

чение

элемента

Расчетное значение параметра элемента

Справочное значе-

ние соответствую-

щего параметра

UН, В или I

МАКС

, мА

или PН, мВт, или

МАКС

, мВт

Коэффициент

нагрузки

U/UН, или I/I

МАКС,

или Р/Р

МАКС,

или

Р/РН

КН

U, В

I, мА

P, мВт

VD1

…

П р и м е ч а н и е – Количество строк в таблице 2.6 должно соответствовать количе-

ству элементов, для которых проводились расчеты.

Таблица 2.7 – Таблица параметров элементов схемы структурной ЭС

2.5.5.5 Определите интенсивности отказов ЭРИ усилителя мощности в нормальных условиях эксплуатации по таблицам 2.18, 2.19 и занесите в соответствующую графу таблицы 2.7.

Эле

мент

λ0,

1/час,

10-6

КР

КФ К

КОРП

КS

ККК

ККС

Кt

λi,1/час, 10-6

1 вар

2 вар

1 вар

2 вар

…

Про-

вод

П р и м е ч а н и е – Количество строк в таблице 2.7 должно соответствовать количеству

однотипных элементов усилителя мощности.

2.5.5.6 Вычислите по формулам (2.12 – 2.18) интенсивности отказов ЭРИ усилителя мощности в заданных (в соответствии с таблицей 2.1) условиях эксплуатации и занесите в соответствующие графы таблицы 2.7.

Наработку до отказа ТЭС, час, вычисляют по формуле

ТЭС =1/λЭС , (2.10)

где λЭС – интенсивность отказов ЭС в заданных условиях эксплуатации, 1/час.

Интенсивность отказа изделий λЭС, 1/час, для нерезервированных ЭС с по-

следовательной структурной схемой надежности вычисляют по формуле

, (2.11)

где λi – интенсивность отказов элемента i-го типа в заданных условиях эксплуатации, 1/час; ni – количество элементов i-го типа; i – порядковый номер типа элемента; m – количество типов элементов.

В общем случае для ЭС интенсивность отказов элемента i-го типа в задан-

ных условиях эксплуатации λi, 1/час, вычисляют по формуле

, (2.12)

где λ0 – интенсивность отказов элемента при электрической нагрузке, равной номинальной и температуре окружающей среды 25 ºС; Кi – коэффициенты, учитывающие заданные факторы эксплуатации; N – общее число коэффициентов для данного элемента.

Для элементов, используемых в данной лабораторной работе, интенсив-

ность отказов λi, 1/час, вычисляют по формулам:

– для конденсаторов и резисторов

λi=λ0·КР·КЭ , (2.13)

– для кремниевых полупроводниковых диодов

λi=λ0·КЭ·КФ·KS , (2.14)

– для биполярных транзисторов

λi=λ0·КР·КЭ·КФ , (2.15)

– для низкочастотных цилиндрических соединений

λi=λ0·КР·ККС·ККК·КЭ , (2.16)

– для монтажных низковольтных проводов

λi=λ0·Kt·L·КЭ , (2.17)

– для соединений и двухсторонних печатных плат

λi=λ0·КЭ , (2.18)

где λ0 – интенсивность отказа элемента при электрической нагрузке, равной

номинальной и температуре окружающей среды 25 °С;

КР – коэффициент режима по электрической нагрузке;

КЭ – коэффициент жесткости условий эксплуатации в соответствии с

таблицей 2.13; КФ – коэффициент функционального назначения прибора; К

КОРП

– коэффициент, учитывающий тип корпуса (К

КОРП

=3.0 для

пластмассовых и К

КОРП

=1.0 для всех остальных типов корпусов);

KS – коэффициент, учитывающий величину рабочего напряжения

относительно максимально допустимого по ТУ;

ККК – коэффициент, учитывающий количество контактов (К

КК

=1 для

гнезд Г4,0); ККС – коэффициент, учитывающий количество сочленений – расчленений; Kt – коэффициент температуры окружающей среды;

L – суммарная длина монтажных проводников, м.

2.5.5.7 Вычислите по формуле (2.11) интенсивность отказов для заданного ЭС и наработку до отказа по формуле (2.10) для двух заданных условий эксплуатации.

<<< < Предыдущая 1 23 / 73 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]