
- •Инженерный анализ, моделирование и проектирование электронных устройств
- •Введение
- •1. Технология решения задач инженерного анализа с использованием пакета mathcad
- •1.1. Введение
- •1.2. Рабочее окно Mathcad
- •1.3 Основные встроенные функции и ключевые слова Mathcad
- •1.4. Основные вопросы практического занятия
- •1.5. Перечень рекомендуемой литературы
- •1.6. Типовое задание по Mathcad
- •2. Технология изготовления конструкторской документации с использованием сапр «Компас»
- •2.1. Введение
- •2.2. Основные определения
- •2.3. Основные вопросы практического занятия
- •2.4. Перечень рекомендуемой литературы
- •2.5. Типовое задание
- •3. Технология моделирования электронных устройств с использованием программы multisim
- •Введение
- •Интерфейс программы Multisim
- •Рабочая область
- •3.2.2. Меню
- •3.2.3. Главная панель инструментов
- •3.2.4. Панели электрорадиоэлементов
- •3.2.5. Панель приборов
- •3.3. Использование Справки (Help)
- •3.4. Создание новой схемы
- •3.4.1. Установка элементов
- •3.4.2. Соединение элементов
- •3.4.3. Установка измерительных приборов
- •3.4.4. Включение схемы
- •3.5. Моделирование работы схемы
- •3.7. Измерительные инструменты
- •3.7.1. Мультиметр
- •3.7.2. Функциональный генератор
- •3.7.3. Двухканальный осциллограф
- •3.7.4. Графопостроитель
- •3.7.5. Генератор слов
- •3.7.6. Логический анализатор
- •3.7.7. Логический преобразователь
- •3.8. Моделирование электронных устройств при помощи программы Multisim
- •3.8.1. Моделирование интегрирующей rc – цепи
- •Моделирование дифференцирующей rc – цепи
- •3.8.3. Требования к оформлению отчетов
- •3.8.4. Примерный вариант типового отчета (фрагмент анализа интегрирующей rc – цепи)
- •3.9. Лабораторная работа №1. Исследование полупроводниковых диодов
- •3.9.1. Электронно-дырочный переход (p-n переход)
- •3.9.2. Ступенчатые и плавные р-n переходы
- •3.9.3. Симметричные, несимметричные и односторонние р-n переходы
- •3.9.4. Вольтамперная характеристика р-n перехода
- •3.9.5. Пробои р-n перехода
- •3.9.6. Емкости р-n перехода
- •3.9.7. Светодиод
- •3.9.8. Исследование характеристик диодов
- •3.9.9. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №1
- •3.9.10. Контрольные вопросы
- •3.10. Лабораторная работа №2. Исследование выпрямительных схем
- •3.10.1. Назначение и состав схем выпрямления
- •3.10.2. Требования к выпрямителям
- •3.10.3. Коэффициент пульсаций
- •3.10.4. Однополупериодная схема выпрямления
- •Достоинства и недостатки
- •3.10.5. Двухполупериодная схема выпрямления
- •3.10.6. Мостовая схема выпрямления
- •3.10.7. Умножители напряжения
- •3.10.8. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №2
- •3.10.9. Контрольные вопросы
- •3.11. Лабораторная работа №3. Исследование стабилизаторов напряжения
- •3.11.1. Однокаскадный стабилизатор напряжения
- •Пример работы схемы однокаскадного стабилизатора напряжения приведен на рис. 44.
- •Коэффициент стабилизации
- •3.11.2. Однокаскадный стабилизатор напряжения c термокомпенсацией
- •3.11.3. Двухкаскадный стабилизатор напряжения
- •3.11.4. Мостовые стабилизаторы напряжения
- •3.11.5. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №3
- •3.11.6. Контрольные вопросы
- •3.12. Лабораторная работа №4. Исследование сглаживающих фильтров
- •3.12.1. Простейшие сглаживающие фильтры
- •3.12.2. Сложные сглаживающие фильтры
- •3.12.3. Г-образный индуктивно-емкостный (lc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.4. Г-образный реостатно-емкостный (rc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.7. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №4
- •3.12.8. Контрольные вопросы
- •3.13.3. Исследование вах биполярных транзисторов
- •3.13.4. Коэффициента передачи по току
- •3.13.5. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №5
- •3.14.2. Усилительный каскад по схеме с об
- •3.14.3. Исследование усилительного каскада по схеме с оэ
- •3.14.4. Параметры усилительных каскадов
- •3.14.5. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу
- •3.14.6. Контрольные вопросы
- •3.15. Лабораторная работа № 7. Исследование транзисторных ключей
- •3.15.1. Закрытое состояние ключа
- •3.15.2. Открытое состояние ключа
- •3.15.3. Насыщение ключа
- •3.15.4. Быстродействие ключей
- •3.15.5. Элементы связи
- •3.15.6. Ключевой каскад ттл
- •3.15.7. Отрицательная обратная связь
- •3.15.8. Диоды Шоттки
- •3.15.9. Недостатки ненасыщенного транзисторного ключа
- •3.15.10. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу
- •3.16.5. Полевые транзисторы с р–n переходом
- •3.16.6. Транзисторы с n-каналом и р-каналом
- •3.16.7. Схемы включения
- •3.16.8. Схема для исследования вах транзистора
- •3.16.9. Мдп-транзисторы
- •3.16.15. Управление мдп-транзистором через подложку
- •3.16.16. Режимы обеднения и обогащения
- •3.16.17. Преимущества мдп-транзисторов
- •3.16.18. Разновидности мдп-транзисторов
- •3.16.19. Исследования характеристик мдп-транзисторов
- •3.16.20. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №8
- •3.16.21. Контрольные вопросы
- •3.17. Лабораторная работа №9. Генерация и анализ цифровых последовательностей
- •3.17.1. Бит. Логическое слово
- •3.17.2. Триггеры. Регистры
- •3.17.3. Устройства памяти
- •3.17.4. Уровень логического нуля и логической единицы
- •3.17.5. Системы счисления 2, 8, 16
- •3.17.6. Генератор слов
- •3.17.7. Логический анализатор
- •3.17.8. Задание на лабораторную работу
- •Задание на лабораторную работу №9
- •3.17.9. Контрольные вопросы
- •Содержание
Недостатки
температурная зависимость режима работы;
необходимость защиты от перегрузок по току и напряжению.
Выбор элементов
Транзистор выбирается так, чтобы ток нагрузки фильтра был не менее, чем в 2 раза меньше максимального допустимого тока коллектора.
Наибольшее напряжение между коллектором и эмиттером, которое может возникнуть в момент включения выпрямителя, не должно превышать максимально допустимого напряжения на коллекторе.
Мощность рассеяния на транзисторе также не должна превышать максимально допустимой.
Сопротивление резистора R2 выбирается в пределах 80... 100 Ом, R3 — порядка десятков кОм. Емкость конденсатора:
(16)
3.12.7. Задание на лабораторную работу
Исследовать индуктивно-емкостный (LC) фильтр
Собрать схему (рис. 48). Выпрямительный диод использовать из л/р №1. Амплитуда и частота источника напряжения и номинал сопротивления нагрузки указаны в таблице.
Номиналы индуктивности L1 и емкости С1 выбрать исходя из условий (12) и (13).
Наблюдать на экране осциллографа сигналы на выходе фильтра.
Определить по осциллографу амплитуду пульсаций на выходе фильтра (по окончании переходных процессов в установившемся режиме!). При измерениях использовать органы управления осциллографом (AC/DC, Scale, Y position) для каналов А и В.
Рассчитать экспериментальный коэффициент сглаживания и сравнить его с заданным.
Вставить в отчет (документ Word) копии экранов осциллографа в момент измерения пульсаций на выходе фильтра, расчеты номиналов L1 и C1, расчет экспериментального коэффициента сглаживания.
Исследовать реостатно-емкостный (RC) фильтр
Собрать схему (рисунок 49).
Номиналы резистора R2 и емкости С1 выбрать исходя из условия (14).
Наблюдать на экране осциллографа сигналы на выходе фильтра.
Определить по осциллографу амплитуду (или размах) пульсаций на выходе фильтра (по окончании переходных процессов в установившемся режиме!).
Рассчитать экспериментальный коэффициент сглаживания и сравнить его с заданным.
Вставить в отчет (документ Word) копии экранов осциллографа в момент измерения пульсаций на выходе фильтра, расчеты номиналов R2 и C1, расчет экспериментального коэффициента сглаживания.
Исследовать П-образный LC-фильтр
Собрать схему (рисунок 50).
Номиналы индуктивности L1 и емкости С1 взять из расчетов п. 1.2. Номинал емкости С2 взять такой же, как у С1.
Наблюдать на экране осциллографа сигналы на выходе фильтра.
Определить по осциллографу амплитуду (или размах) пульсаций на выходе фильтра.
Вставить в отчет (документ Word) копии экранов осциллографа в момент измерения пульсаций на выходе фильтра, расчет экспериментального коэффициента сглаживания.
Исследовать электронный сглаживающий фильтр
Собрать схему (рисунок 51).
Номиналы емкостей С1 и С2 взять из п. 3.2. Номиналы резисторов R2 и R3, емкости С3 выбрать исходя из условий (16). Транзистор 2N3702.
Наблюдать на экране осциллографа сигналы на выходе фильтра.
Определить по осциллографу амплитуду (или размах) пульсаций на выходе фильтра.
Рассчитать экспериментальный коэффициент сглаживания.
Вставить в отчет (документ Word) копии экранов осциллографа в момент измерения пульсаций на выходе фильтра и расчет экспериментального коэффициента сглаживания.
Таблица 4