Методичка схемотехника Юшин Попов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

Кафедра "Системы информационной безопасности"

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Методические указания

По курсовому проектированию по дисциплине "Электроника и схемотехника" для студентов специальностей 075200 "Компьютерная безопасность", 075500 "Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем", 075600 "Информационная безопасность телекоммуникационных систем" дневной формы обучения

Воронеж 2010

Составитель: канд. техн. наук, Е.И. Воробьева УДК 621.396.6

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине "Электроника и схемотехника" для студентов специальностей 075200 "Компьютерная безопасность", 075500 "Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем", 075600 "Информационная безопасность телекоммуникационных систем" дневной формы обучения / Воронеж. Гос. техн. ун-т; Сост.: Е.И. Воробьева,

Воронеж, 2004. 62 с.

В работе изложено содержание курсового проекта, техническое задание на проектирование, приведены краткие теоретические сведения по характеристикам избирательных усилителей, рассмотрены критерии выбора апроксимации, изложена процедура формирования передаточной функции, рассматривается реализация активных фильтров на усилителях с положительной и отрицательной обратной связью, а также на усилителях, обладающих минимальным произведением "усиление-чувствительность". Приведены индивидуальные задания. Предназначено для студентов 3 курса.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD и содержаться в файле ЭиС.document.

В разработке и апробации принимали участие студенты ВГТУ Юшин, Попов.

Ил. - 4, Прил. - 3 Библиогр. 12.

Рецензент: канд. техн. наук, доцент Бочаров М.И. Ответственный за выпуск: д-р технических наук, проф.

А.Г. Остапенко.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета.

© Воронежский государственный технический университет

Лабораторная работа №1 Исследование диодов, биполярных и полевых

транзисторов

Цель работы: Приобрести навыки в экспериментальном исследовании полупроводниковых диодов, биполярных и полевых транзисторов, закрепить знание физических процессов, происходящих в них.

Описание элементов схемы

а) ВАХ диода

б) ВАХ БТ

в) ВАХ ПТ с p-n-переходом

Порядок выполнения работы

1) Запустите программу Electronics Workbench и откройте из неё файл:

ВАХ vd.ewb.

2)Установите значение тока на источнике равным 1 mA. Запустите процесс симуляции путем нажатия

3)Повторите измерения для различных положительных и отрицательных значений токов. Данные занесите в таблицу и представьте соответствующий график.

4)Откройте файл: ВАХ БТ.ewb.

5)Для снятия входных характеристик установите значение

Uкб =5В, а Iэ = 1 mA. Запустите процесс симуляции путем

6)Снимите показания с вольтметра Uбэ для значений тока Iэ 10 и 100 mA. Данные занесите в таблицу.

7)Повторите шаги 5 и 6 для Uкб =10В и для Uкб =20В. Представьте на одном графике каждую из 3-х ВАХ.

8) Для снятия выходных характеристик установите значение

Iэ =1mA, а Uкб = 5В. Запустите процесс симуляции путем нажатия

самперметра Iк .

9)Снимите показания с амперметра Iк для значений Uкб 10, 15 и 20В. Данные занесите в таблицу.

10)Повторите шаги 8 и 9 для Iэ =10mA и для Iэ =100mA. Представьте на одном графике каждую из 3-х ВАХ.

11)Откройте файл ВАХ ПТ с p-n.ewb

12) Установите значение Uзи(Ug)= 1В, а Uси(Ucc)= 5В. Запустите процесс симуляции путем нажатия выключателя в правом

верхнем углу. Снимите показания с амперметра Iс(Id). 13)Снимите показания с амперметра Iс для значений Uси 10, 15 и 20В. Данные занесите в таблицу.

14) Повторите шаги 12 и 13 для Uзи =1,5В и для Uзи =2В. Представьте на одном графике каждую из 3-х ВАХ.

Лабораторная работа №2 Исследование каскада предварительного усиления на

биполярном транзисторе Цель работы: приобретение навыков при исследовании каскада

предварительного усиления на биполярном процессе и изучение процессов происходящих в них.

Описание элементов схемы

переменной составляющей и без обратной связи по переменой составляющей;

А) Рассчитать по полученным данным : коэффициент усиления с ООС и без ООС, коэффициент передачи обратной связи; 2) Снять АЧХ с ООС по переменной составляющей и без обратной связи;

а) Рассчитать коэффициент усиления с ООС и без ООС и рассчитать коэффициент передачи. Сравнить полученные результаты с пунктом №1

б) По полученным данным определить полосу пропускания с ООС и без ООС 3) Определить коэффициент передачи тока транзистора на

котором выполнен каскад предварительного усиления.

Порядок выполнения работы

1)Запустите программу Electronics Workbench и откройте из неё файл: pnp_ОЭ.ewb

2)Ставим переключатель 2 в положение конденсатор включен, т.е. без ООС.

3)На Function Generator выставляем входное напряжение 0.1мВ при фиксированной частоте равной 10кГц, запустив моделирование путем нажатия выключателя в правом верхнем углу снимите показания с вольтметра на выходе. Повторите измерения для различных входных напряжений, найдите максимум напряжений. Данные занесите в таблицу, постройте график амплитудной характеристики.

4)Ставим переключатель 2 в положение конденсатор отключен, т.е. с ООС.

5)На Function Generator выставляем входное напряжение 0.1мВ при фиксированной частоте равной 10кГц, запустив моделирование путем нажатия выключателя в правом верхнем углу снимите показания с вольтметра на выходе. Повторите измерения для различных входных напряжений, найдите максимум напряжений. Данные занесите в таблицу, постройте график амплитудной характеристики.

6)Найдите среднее значение Uвх const лежащие между максимальным и минимальным входным напряжением для ООС и без ООС.

7)По полученным данным в пунктах 3 и 5 рассчитайте коэффициент усиления с ООС

Kooc= UвыхООС/Uвх const

и коэффициент усиления без ООС. Рассчитайте коэффициент передачи ОС.

8)Перевести переключатель 2 в положение конденсатор включен, т.е. без ООС.

9)В Function Generator ставим входное напряжения равное

Uвх const .

10)Запускаем в Workbench Bode Plotter на построенном графике находим значение частоты 10кГц и

соответствующее ей выходное напряжение (Uвых при f=10кГц), находим частоты fн и fв по уровню -3дБ(0.707) от Uвых при f=10кГц, находим некоторое значение промежуточных точек. Данные заносим в таблицу.

Рассчитайте полосу пропускания по формуле F= fв - fн . Рассчитайте коэффициент усиления и коэффициент передачи, сравнить с пунктом 7.

11)Перевести переключатель 2 в положение конденсатор отключен, т.е. с ООС.

12)Запускаем в Workbench Bode Plotter на построенном графике находим значение частоты 10кГц и

соответствующее ей выходное напряжение (Uвых при f=10кГц), находим частоты fн и fв по уровню -3дБ(0.707) от Uвых при f=10кГц, находим некоторое значение промежуточных точек. Данные заносим в таблицу.

Рассчитайте полосу пропускания по формуле F= fв - fн

.Рассчитайте коэффициент усиления и коэффициент передачи, сравнить с пунктом 7.

13)Рассчитать коэффициент передачи тока транзистора с ООС и без ООС по формуле: h21э=Iк/Iб.

14)Сделать вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа №3 Исследование каскада предварительного усиления на

полевом транзисторе

Цель работы: приобретение навыков работы в программе Electronics Workbench и научиться с помощью неё исследовать каскад предварительного усиления на полевом транзисторе.

Описание элементов схемы

Задание для выполнения лабораторной работы:

1) Снять амплитудную характеристику с ООС по переменной составляющей и без обратной связи по переменой составляющей.

а) Рассчитать по полученным данным : коэффициент усиления с ООС, коэффициент передачи обратной связи.

2) Снять АЧХ с ООС по переменной составляющей и без обратной связи.

а) Рассчитать коэффициент усиления с ООС и без ООС и рассчитать коэффициент передачи. Сравнить полученные результаты с пунктом №1

б) По полученным данным определить полосу пропускания с ООС и без ООС.

Порядок выполнения работы

1)Запустите программу Electronics Workbench и откройте из неё файл:POLEWOI.ewb

2)Ставим переключатель 3 в положение конденсатор включен, т.е. без ООС.

3)На Function Generator выставляем входное напряжение 0.1мВ при фиксированной частоте равной 10кГц, запустив моделирование путем нажатия выключателя в правом верхнем углу снимите показания с вольтметра на выходе. Повторите измерения для различных входных напряжений, найдите максимум напряжений. Данные занесите в таблицу, постройте график амплитудной характеристики.

4)Ставим переключатель 3 в положение конденсатор отключен, т.е. с ООС.

5)На Function Generator выставляем входное напряжение 0.1мВ при фиксированной частоте равной 10кГц, запустив моделирование путем нажатия выключателя в правом верхнем углу снимите показания с вольтметра на выходе. Повторите измерения для различных входных напряжений, найдите максимум напряжений. Данные занесите в таблицу, постройте график амплитудной характеристики.

6)Найдите среднее значение Uвх const лежащие между максимальным и минимальным входным напряжением для ООС и без ООС.

7)По полученным данным в пунктах 3 и 5 рассчитайте коэффициент усиления с ООС

Kooc= UвыхООС/Uвх const

и коэффициент усиления без ООС

K= Uвых/Uвх const

8)Рассчитайте коэффициент передачи ОС.

9)Перевести переключатель 3 в положение конденсатор включен, т.е. без ООС.

10)В Function Generator ставим входное напряжения равное

Uвх const .

11)Запускаем в Workbench Bode Plotter на построенном графике находим значение частоты 10кГц и

соответствующее ей выходное напряжение (Uвых при f=10кГц), находим частоты fн и fв по уровню -3дБ(0.707) от Uвых при f=10кГц, находим некоторое значение промежуточных точек. Данные заносим в таблицу.

Рассчитайте полосу пропускания по формуле F= fв - fн . Рассчитайте коэффициент усиления и коэффициент передачи, сравнить с пунктом 7.

12)Перевести переключатель 3 в положение конденсатор отключен, т.е. с ООС.

13)Запускаем в Workbench Bode Plotter на построенном графике находим значение частоты 10кГц и

соответствующее ей выходное напряжение (Uвых при f=10кГц), находим частоты fн и fв по уровню -3дБ(0.707) от Uвых при f=10кГц, находим некоторое значение промежуточных точек. Данные заносим в таблицу.

Рассчитайте полосу пропускания по формуле F= fв - fн

.Рассчитайте коэффициент усиления и коэффициент передачи, сравнить с пунктом 7.

14)Сделать вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа №4 Исследование эмиттерного повторителя

Цель работы: приобретение навыков при исследовании эмиттерного повторителя с помощью программы Electronics Workbench.

Описание элементов схемы

Задания для лабораторной работы:

1). Снять амплитудную характеристику с ООС по переменной составляющей.

а) Рассчитать по полученным данным коэффициент усиления с ООС.

2) Снять АЧХ с ООС по переменной составляющей.

а) Рассчитать коэффициент усиления с ООС. Сравнить полученные результаты с пунктом №1