- •Инженерно-производственный центр «Учебная техника» основы аналоговой электроники Руководство по выполнению базовых экспериментов
- •Содержание
- •Ознакомление с комплектом типового лабораторного оборудования
- •Общие сведения Компоновка оборудования
- •Блок генераторов напряжений с наборным полем (код 213.5)
- •Наборы миниблоков (коды 600.15 и 600.16)
- •Блок мультиметров (код 509.2)
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Полупроводниковые приборы
- •Исследование характеристик полупроводниковых диодов на постоянном и переменном токах Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Определение основных характеристик стабилитрона и исследование параметрического стабилизатора напряжения Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование диода с переменной ёмкостью (варикапа) Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Испытаниеpn-переходов биполярного транзистора и снятие его выходных характеристик с помощью осциллографа Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Снятие статических характеристик транзистора на постоянном токе Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Контрольные вопросы
- •Выбор рабочей точки биполярного транзистора и ознакомление с режимами усиления переменного напряжения классовA,b,aBиD Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Контрольные вопросы
- •Снятие статических характеристик полевого транзистора сp-nпереходом Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Контрольные вопросы
- •Снятие статических характеристик полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Экспериментальное определение основных характеристик тиристоров Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Экспериментальное определение основных характеристик и параметров оптопар Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Электронные цепи и микросхемотехника
- •Сравнительное исследование одиночных усилительных каскадов на биполярных транзисторах Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование двухкаскадного транзисторного усилителя Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Исследование двухтактного усилителя мощности на биполярных транзисторах Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Контрольные вопросы
- •Исследование основных схем включения операционного усилителя Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Снятие частотных характеристик операционного усилителя Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Исследование схем суммирования, интегрирования и дифференцирования на операционном усилителе. Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Экспериментальное определение характеристикRc-фильтров на операционном усилителе. Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Исследование простейшего логарифмирующего преобразователя на операционном усилителе Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Исследование генератора синусоидальных колебаний на операционном усилителе Общие сведения
- •Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Ознакомление с принципом действия триггера Шмидта и релаксационных генераторов на операционном усилителе Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Ознакомление с работойRs-триггера, мультивибратора и одновибратора на транзисторах Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Исследование аналоговых интегральных компараторов и цепей с ними Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Исследование аналогового таймера на интегральной микросхеме в автоколебательном и ждущем режимах Общие сведения
- •Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Cтабилизаторы и вторичные источники питания
- •Исследование однополупериодной и мостовой схем выпрямления Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Исследование трёхфазной мостовой схемы выпрямления и сглаживающих фильтров Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Вопрос 1: Какова частота пульсаций выходного напряженияuВых трехфазного выпрямителя с нулевым выводом?
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Исследование компенсационных стабилизаторов напряжения и тока Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Испытание основных схем включения линейного интегрального стабилизатора напряжения. Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Ознакомление с принципом действия широтно-импульсного преобразователя постоянного напряжения Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения экспериментов
- •Исследование интегрального импульсного преобразователя-стабилизатора напряжения с частотно-импульсной модуляцией Общие сведения
- •Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Продолжение таблицы используемых миниблоков
- •Продолжение таблицы используемых миниблоков
- •Литература
Порядок выполнения экспериментов
Соберите цепь триггера Шмидта (рис. 3.11.1 и 3.11.4) с указанными на схеме параметрами резисторов (или с другими по Вашему усмотрению), подайте на вход сначала регулируемое постоянное напряжение.
Включите блок генераторов напряжений и, изменяя входное напряжение, убедитесь по осциллографу, что триггер переключается.
Медленно увеличивая и уменьшая входное напряжение, определите и запишите положительное и отрицательное пороговые напряжения и ширину петли:
Uпор+= ………..В;Uп ор= ………..В;Uпор+Uп ор= ……..В.
Рассчитайте пороговое напряжение по формуле:
=………………………………………………..В.
и сравните его с напряжениями, определёнными экспериментально.
Переключите вход триггера на переменное напряжение треугольной формы частотой, например, 1 кГц, переключите осциллограф в режим X-Yи получите на экране петлю гистерезиса триггера без длинных концов, соответствующих глубокому насыщению усилителя. Определите ширину петли и убедитесь, что она примерно такая же, как и на постоянном токе.
Увеличивая амплитуду входного напряжения, пронаблюдайте за изменением ширины петли. Объясните результат.
Увеличивая частоту приложенного напряжения, пронаблюдайте за изменением ширины петли и также объясните результат.
Для получения мультивибратора добавьте в схему конденсатор и резистор в соответствии с рис. 3.11.2 и 3.11.5.
Переключите осциллограф в режим развёртки, получите на экране 1…1,5 периода колебаний, и перерисуйте кривые выходного напряжения и напряжения на конденсаторе на рис. 3.11.6. Укажите масштабы по осям.
Определите по осциллограмме и укажите на ней период колебаний.
Рассчитайте период по формуле:
= …………………………..мс.
Сравните расчётное значение с экспериментальным.
Рис. 3.11.4
Измените схему так, чтобы получить ждущий мультивибратор (рис. 3.11.3 и 3.11.7).
Подайте на вход запуска однополярные прямоугольные импульсы напряжения максимальной амплитуды частотой 1 кГц (при значениях сопротивлений и ёмкостей, указанных на монтажной схеме).
Убедитесь по осциллографу, что на выходе схемы генерируются импульсы с такой же частотой. Перерисуйте осциллограмму на рис. 3.11.8, определите и укажите на осциллограмме длительность импульсов.
Увеличивая частоту запускающих импульсов, убедитесь, что длительность выходных импульсов не изменяется. Определите предельную частоту (fпред), до которой сохраняется нормальная работа одновибратора. Укажите её также на рис.3.11.8 и определите время релаксацииtр.
Рис. 3.11.5
Рис. 3.11.6
Рис. 3.11.7
tи= ………….мс
fпред= ………кГц
tр= 1/fпред–tи= ………………мс
Рис. 3.11.8
Ознакомление с работойRs-триггера, мультивибратора и одновибратора на транзисторах Общие сведения
Триггер представляет собой электронную схему, имеющую два устойчивых состояния. Каждому из этих состояний ставится в соответствие логическое значение Q=1, если на выходе высокое напряжение иQ= 0, если на выходе низкое напряжение . Переход из одного состояния в другое и обратно совершается под действием специальных запускающих импульсов. Триггеры относятся к логическим элементам, которые могут играть роль элементарного автомата, реле, порогового устройства, запоминающего устройства. На базе триггеров могут быть построены генераторы импульсов, реле времени и другие устройства. Преимущественное распространение получили полупроводниковые триггеры типовRS,JK,T, иD.
Практически все триггеры строятся на базеRS-триггера, имеющего два входа:S(от английского терминаset– установка) иR(reset– сброс) и два выхода:Q– прямой выход и – инверсный выход. Схема простейшегоRS-триггера показана на рис. 3.12.1. Он состоит из двух транзисторов (усилителей), охваченных положительной обратной связью по напряжению. При включении питания один из транзисторов (допустимVT1) оказывается закрытым, а второй (VT2) – открытым. Тогда выходное напряжениеUвых1 подаётся на базу транзистораVT2, удерживая его в открытом состоянии. Значения логических величин при этомQ= 1 (есть напряжение на выходе 1) и = 0 (нет напряжения на выходе 2).
Для переключения триггера в другое устойчивое состояние необходимо подать положительный запускающий импульс на базу закрытого транзистора VT1 (Uвх1), тогда он открывается, напряжениеUвых1становится близким к нулю, оно подаётся на базуVT2 и он закрывается. Появляется высокое напряжениеUвых2, которое, в свою очередь, подаётся на базу транзистораVT1, удерживая его в открытом состоянии и после исчезновения запускающего импульса. Логически выходные величины принимают значения:Q= 0, = 1.
В рассмотренной простейшей схеме одновременная подача запускающих импульсов на оба входа может привести как к переключению триггера, так и к сохранению прежнего состояния. Чтобы избежать такой неопределённости и получить некоторые новые свойства, как, например, установка и сброс по одному и тому же входу приходится усложнять схему запуска (JK,TиD-триггеры).
Если резистивные обратные связи в RS-триггере заменить резистивно-ёмкостными, то можно получить триггер, автоматически переключающийся из одного состояния в другое с определённой частотой. Он называется мультивибратором. Если только одну резистивную обратную связь заменить ёмкостной, то получится триггер, который после подачи запускающего импульса переключится во второе состояние только на ограниченное время. Затем он автоматически возвращается в исходное состояние (одновибратор или реле времени).