3. Экспериментальное исследование транзисторного оптрона:
а) собрать схему (рис.4) для снятия передаточной характеристики транзисторного оптрона на постоянном токе.
Рис.4. Схема для исследования транзисторного оптрона.
Для измерения входного тока светодиода Iвх= Iс включить многопредельный миллиамперметр (модуль «Миллиамперметры») на пределе «х100» (Iс до 10 мА) между гнездами XI — X2. Для измерения коллекторного тока Iк включить многопредельный миллиамперметр (модуль «Миллиамперметры») на пределе «х100» (Iк до 10 мА) между гнездами Х7 - XI1. Переключить переключатель SA1 в положение «2»; Включить тумблер «Питание»;
б) снять по точкам передаточную характеристику транзисторного оптрона
Iк= f (Iс) на постоянном токе. Для этого потенциометром RP1 изменять
напряжение на входе, фиксируя входной Iс и выходной Iк токи.
Результаты измерений занести в таблицу 5.
Передаточная характеристика транзисторного оптрона Iк= f (Iс). Таблица. 5
|
Iс [мА] |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3 |
…. |
Iс нас |
10 |
|
Iк [мА] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По полученной характеристике определить максимальный Iс мах, при котором сохраняется линейность характеристики. Определить коэффициент передачи по току α= Iк / Iс. Выключить тумблер «Питание»;
в) собрать схему и снять с помощью осциллографа выходные ВАХ транзисторного оптрона. Для этого соединить гнезда Х8 – X11 т.е. подключить к схеме источник полуволн. Подключить входы осциллографа к соответствующим точкам схемы: вход канала СН1 (X) - к гнезду X14, канал CH2 (Y) - к гнезду Х18, корпус осциллографа (⊥) - к гнезду Х19. Перевести переключатель развертки осциллографа в положение X/Y. Установить луч на экране осциллографа в левом нижнем углу. Установить потенциометр RP1 в крайнее левое положение. Включить питание модуля. Изменять входной ток Iс от нуля до Iс мах, пронаблюдать семейство выходных характеристик; зарисовать на одном рисунке выходные характеристики для трех значений входного тока: Iс = 0,
Iс = 0, 5 Iс макс и Iс = Iс макс. Записать масштабы по напряжению и току. Выключить тумблер «Питание»;
г) собрать схему для снятия с помощью осциллографа передаточной и амплитудно-частотной характеристик транзисторного оптрона. Для этого «Функциональный генератор» подключить между гнездами X2 – X6, соединив выход генератора с гнездом X2, а гнездо генератора (⊥) с гнездом X6. Соединить перемычкой гнезда X7 и Х11, т.е. подключить к выходной цепи источник постоянного напряжения. Соединить перемычкой гнезда Х6 – Х22, создав общую точку у входной и выходной цепи. Ручку потенциометра RP1 установить в положение «0»;
Подключить входы осциллографа к шунтам во входной и выходной цепи: вход канала СН1 (X) - к гнезду Х4, канал СН2 (Y) - к гнезду Х18, корпус осциллографа (⊥) - к гнезду Х5. Перевести переключатель развертки осциллографа в положение X/Y. Установить луч на экране осциллографа в левом нижнем углу.
Примечание: 1.Контроль величины входного тока Iвх= Iс осуществляется по каналу СН1 (X) осциллографа (после предварительной градуировки шкалы) путём измерения напряжения на шунте RS1=10 Ом (см.табл.1)
При
этом
,
где
URS1
-
измерено
по осциллографу.
2. Контроль величины выходного тока Iвых= Iк осуществляется по каналу СН2 осциллографа путём измерения напряжения на шунте RS3=10 Ом (см.табл.1)
При
этом
,
где
URS3
-
измерено
по осциллографу.
д) снять с помощью осциллографа передаточную характеристику. Установить частоту входного сигнала примерно 50 Гц, и плавно увеличивая входной сигнал добиться появления загиба характеристики. Определить и записать масштабы по току Iвх и Iвых. Сравнить полученную передаточную характеристику со снятой на постоянном токе. Перевести переключатель развертки осциллографа в положение временной развертки и убедиться, что усиливаются только положительные полуволны. Поэтому для усиления синусоидального сигнала необходимо ввести смещение;
е) снять с помощью осциллографа амплитудно-частотную характеристику. Установить минимальную амплитуду входного сигнала. Для усиления синусоидального сигнала ввести смещение: вращая ручку потенциометра RP1 установить постоянный входной ток Iвх = 0,5 Iвх мах (пользуясь осциллографом). Установить частоту входного сигнала примерно 50 Гц, и плавно увеличивая входной сигнал добиться максимального неискаженного сигнала.
Затем,
увеличивая частоту входного сигнала
с определённым шагом по точкам снять
амплитудно-частотную характеристику
URS3
.
При Iвх=const.
Результаты измерений занести в таблицу 6.
АЧХ транзисторного оптрона Таблица 6
|
f [кГц] |
0,05 |
0,1 |
1,0 |
5,0 |
10 |
…. |
f В |
… |
100 |
|
URS3[В] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
URS1[В] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ki |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По
полученным данным построить АЧХ и
определить при какой частоте амплитуда
выходного сигнала уменьшается в
раз.
(до уровня 0,7
Kiо).
ж) исследование быстродействия при передаче прямоугольных импульсов. Ручку потенциометра RP1 перевести в положение «0». Установить частоту прямоугольного входного сигнала примерно 100 кГц. Снять и сравнить импульсы входного и выходного тока (сигналы URS1 и URS3). Определить и записать масштабы по току и времени. Определить время включения tвкл и время выключения t выкл транзисторного оптрона.
4. Экспериментальное исследование оптосимистора:
а) собрать схему (рис.5) для снятия входной характеристики и определения минимального тока управления необходимого для включения оптосимистора.
Рис.5 Схема для исследования оптосимистора.
Для измерения входного тока светодиода включить многопредельный миллиамперметр (модуль «Миллиамперметры») на пределе «х100» (максимальный ток 10 мА) между гнездами XI – X2. Для измерения анодного тока оптосимистора Ia включить многопредельный миллиамперметр (модуль «Миллиамперметры») на пределе «х1000» (максимальный ток 100 мА) между гнездами X7 – Х12. Для измерения входного напряжения Uсд включить вольтметр (модуль «Мультиметры»). Переключить переключатель SA1 в положение «3»; Включить тумблер «Питание»;
б) снять по точкам входную характеристику оптосимистора на постоянном токе. Для этого потенциометром RP1 изменять напряжение на входе, фиксируя входной ток Iт и входное напряжение Uсд. Результаты измерений занести в таблицу 7.
Входная характеристика светодиода Iс = f (Uсд) Таблица 7.
|
Iвх [mA] |
0 |
0,1 |
0,5 |
1 |
…. |
…. |
Iвкл |
….. |
Iс мах |
|
Uсд [В] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построить ВАХ и отметить при каком входном токе включится оптосимистор Iвкл = . Выключить тумблер «Питание»;
в) собрать схему (рис. 5 ) и снять с помощью осциллографа выходные ВАХ оптосимистора. Соединить гнезда Х9 – Х12, т.е. подключить к схеме источник переменного напряжения. Подключить входы осциллографа к соответствующим точкам схемы: вход канала СН1 (X) - к гнезду Х15, канал СН2 (У) - к гнезду Х20, корпус осциллографа (⊥) - к гнезду Х21. Перевести переключатель развертки осциллографа в положение X/Y. Установить луч на экране осциллографа в центре экрана. Установить потенциометр RP1 в крайнее левое положение. Включить питание модуля. Изменять входной ток Iвх от нуля до значения, при котором удастся увидеть выходную ВАХ. Записать масштабы по напряжению и току. Выключить тумблер «Питание»;
г) собрать схему для исследования регулятора переменного напряжения на оптосимисторе. Для этого, не изменяя схемы, перевести переключатель развертки осциллографа в положение временной развертки. Плавно увеличивая входной сигнал наблюдать, как изменяется свечение светодиода, включенного в цепь нагрузки оптосимистора, и угол управления α. Снять осциллограмму напряжения на оптосимисторе Uа и тока через него Iа. Зарисовать синхронно осциллограмму напряжения на нагрузке Uа при том же угле управления α. Для этого подключить вход канала СН1— к гнезду Х12, а корпус осциллографа (⊥) - к гнезду Х15 (вход канала СН2 отключить). Записать масштабы по напряжению и току. Выключить тумблер «Питание».