Практическое занятие 1

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский

Томский политехнический университет

Кафедра «Компьютерных измерительных систем и метрологии»

Расчет электронных схем на диодах

Задания и методические указания к выполнению практического занятия по дисциплине «Электроника»

Томск, 2012

УДК 621.317

Расчет электронных схем на диодах: Задания и методические указания к практической работе по курсу «Электроника» /Сост. канд. тех. наук, доцент Ю.К. Рыбин, Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск, 2011. – 7с.

В работе приведены задания на практическое занятие по разделу «Электроника».

Работа предназначена для специальности 230100 «Информатика и вычислительная техника», но может быть использована и для других специальностей, изучающих курс «Электроника».

Табл. 2. Библиогр.: 3 наименования.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Томского политехнического университета (ТПУ)

Рецензент: к.т.н., доц. Э.И. Цимбалист

© Томский политехнический университет

Цель занятия:

- освоение методики расчёта и исследования электронных схем с полупроводниковыми диодами графоаналитическим методом;

- моделирование электронных схем с полупроводниковыми диодами с помощью программы Multisim.

Программа занятия:

- рассчитайте электронную схему с полупроводниковыми диодами графоаналитическим методом. Постройте графики напряжений на элементах схемы и графики токов в этих элементах.

- с помощью программы Multisim соберите схему и исследуйте её;

- сравните результаты расчёта схемы графоаналитическим методом и моделирования на ПК.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Практическая работа выполняется по исходным данным в соответствии с вариантом.

Работа содержит 2 задания. В заданиях приведен текст задания и исходные данные для его решения. Исходные данные согласно варианту приведены в таблицах 1 и 2.

Номер варианта соответствует номеру студента в журнале учебной группы.

Правила оформления работы.

Отчёт о практическом занятии оформляется на листах формата А4 в соответствии со стандартом предприятия – stp 42е. Титульный лист работы оформляется в соответствии с установленными требованиями и должен содержать наименование вуза, института и кафедры, на которой выполнялась работа, вариант по номеру в журнале, фамилию и инициалы студента, номер учебной группы, фамилию и инициалы преподавателя.

Текст работы должен быть набран на компьютере с соблюдением правил русского языка (правописание, пунктация). Обязательно приводится полный текст задания. Затем выписываются исходные данные своего варианта, а затем приводятся решение задачи, технические параметры диода из справочника и выводы.

Отчёт должен содержать рисунки схем, графики расчётов, рисунки схем и осциллограммы работы электронных схем импортированные из программы Multisim. Схемы должны быть выполнены в соответствии с ГОСТом. Все рисунки и схемы должны быть пронумерованы в порядке возрастания с подписью названия рисунка. Расчёты должны содержать пояснения к исходным формулам, пронумерованным в порядке возрастания.

Задание 1. Расчёт цепи графоаналитическим методом

В тетради по практическим занятиям нарисовать схему электрической цепи в соответствии с ГОСТом, содержащую последовательно включённые источник переменной эдс синусоидальной формы, полупроводниковый выпрямительный диод и резистор нагрузки.

Рассчитать графоаналитическим методом электрическую цепь с полупроводниковым диодом, т. е. определить и построить графики напряжений на элементах цепи и тока в цепи. Амплитуду напряжения источника эдс выбрать самостоятельно с учётом предельно допустимых параметров для выпрямительного диода (из справочных данных.

Порядок выполнения расчёта

Построить на графике ВАХ вашего диода, нагрузочную прямую и определить значения напряжений на диоде, сопротивлении нагрузке и ток в цепи в разные моменты времени изменения напряжения источника эдс. На периоде взять не менее 12 точек, соответствующих значениям фаз напряжения: 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330 и 360 градусов. По полученным точкам, соединив их плавной кривой, построить графики напряжений и токов. Рассчитать среднее значение тока и напряжения на нагрузке.

Типы используемых диодов, соответствующих номеру варианта, приведены в таблице 1. Там же указано сопротивление нагрузочного резистора R_н.

Вольтамперные характеристики взять из справочника или из интернета.

Таблица 1. Исходные данные к заданию №1

Номер варианта	Тип диода	Rн.		Номер варианта	Тип диода	Rн.
		Ом				Ом
1	Д223	200		1	1BH62	325
2	КД109А	210		2	1DH62	330
3	КД204А	220		3	1N199C	335
4	КД226Е	230		4	1N1202C	340
5	Д223А	250		5	1N1206C	345
6	КД522А	270		6	1N3064	350
7	Д229А	300		7	1N3494	360
8	КД221В	400		8	1N3611GP	370
9	КД217	420		9	1N3662	380
10	Д229Е	330		10	1N4446	280
11	Д226	360		11	1N5830	290
12	Д223Б	380		12	1N4585GP	300
13	Д237Ж	370		13	1N6478	275
14	КД109Б	310		14	1N6481	300
15	КД112А	220		15	1N914	310
16	КД105Б	240		16	1S1562	200
17	КД102А	280		17	BAV10	250
18	МД218А	280		18	BAV103	260
19	Д229В	260		19	MBR1540	300
20	КД109Б	250		20	MBR1645	300

Задание №2. Моделирование цепи с помощью программы Multisim.

Провести моделирование данной схемы с помощью программы Multisim. Для чего включить компьютер, запустить программу, собрать схему эксперимента, подключить генератор синусоидального сигнала и двухканальный осциллограф для наблюдения напряжения на выходе генератора и на нагрузке. Получить на осциллографе две осциллограммы длительностью не более одного периода колебаний. Сохранить схему и экран осциллограммы для отчёта. С помощью курсора измерить значения напряжений в моменты времени, соответствующие указанным выше фазовым углам в задании 1. Сравнить осциллограммы и эти значения со значениями, полученными графоаналитическим методом. Объяснить возможные отличия. Провести аналогичные эксперименты при амплитудах напряжений источника 1, 5 и 10 В.

Провести измерения при двух частотах напряжения источника эдс: 50 Гц и 100 кГц.

Подключить к нагрузке вольтметр постоянного напряжения и измерить постоянное напряжение на нагрузке. Сравнить это значение с полученным при расчёте графоаналитическим методом.

Задание №3. Моделирование параметрического стабилизатора с помощью программы Multisim.

Провести моделирование параметрического стабилизатора с помощью программы Multisim. Для чего собрать схему эксперимента, подключить на вход стабилизатора источник постоянного напряжения и вольтметр постоянного напряжения на выход стабилизатора. Сохранить схему для отчёта.

Измерить напряжения на выходе стабилизатора при разных напряжениях входного источника. Построить характеристику вход-выход стабилизатора. Рассчитать коэффициент стабилизации стабилизатора и определить его выходное сопротивление, для чего изменить сопротивление нагрузки.

Оформить отчёт и защитить его.

Список рекомендуемой литературы.

1. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учебн. пособие. – Ростов на Дону: изд-во «Феникс», 2002 г. –576с.

2. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт, 2004. –416 с.

3. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. –320 с.

Составитель Рыбин Юрий Константинович

Расчет выпрямительных схем на диодах

Задания и методические указания к выполнению практического занятия по курсу «Электроника»

Редактор

Темплан 2011 г. Поз №

Подписано в печать Формат 60 (84) 1/16

Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. Печ. Л. 0,5. Уч.-из л.

Тираж 200 экз. Заказ______

Томский политехнический университет (ТПУ)

634050, г. Томск, проспект Ленина, 30

Издательство Томского политехнического университета

8