Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра «Электроника»
ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ 2
Методические указания к выполнению лабораторных работ
для студентов специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации
Алматы 2011
СОСТАВИТЕЛЬ: Б.Б. Ордабаев, Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов, обучающихся специальностям направления 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникацииАлматы: АИЭС, 2011, - 24 с.
В методических указаниях рассматриваются 7 лабораторных работ по курсу «Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2». Приводится краткое содержание лабораторных работ по изучению принципов действия основных электронных cхем, их назначения и методики снятия основных характеристик. Приведены рабочие и расчетные задания, а также перечень контрольных вопросов.
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся специальностям направления 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.
Ил. 17, табл. 19, библиогр. 3 назв.
Рецензент: канд. техн. наук, проф. Т.М. Жолшараева.
Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский университет энергетики и связи» на 2011 г.
© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2011 г.
Введение
Настоящие методические указания к лабораторному практикуму предназначены для студентов, изучающих курс «Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2». Лабораторные работы выполняются на стендах фирмы «DEGEM sistems». Основными целями данного цикла лабораторных работ являются:
- закрепить теоретические знания, полученные студентами при изучении материала учебников и лекционного материала;
- выработать умение определять параметры основных электронных схем, проводить анализ процессов в электронных схемах;
- производить снятие характеристик электронных схем с помощью измерительных приборов.
В процессе подготовки к лабораторному практикуму каждый студент должен изучить соответствующие разделы конспекта лекций и рекомендованной литературы, по необходимости выполнить расчеты основных параметров схемы по исходным данным.
Отчет должен содержать:
- цель и задание работы;
- основные данные исследуемых в схеме электронных приборов;
- результаты проделанной работы (экспериментальные данные, расчеты, графики и др.);
- выводы по работе;
- список использованной литературы.
Отчет оформляется по ФС РК 10352–1910-У-е-001-2002. Работы учебные. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию должны соответствовать этому стандарту.
1 Лабораторная работа. Исследование усилительного каскада ОЭ
Цель работы:
- измерение постоянных токов покоя в схеме усилительного каскада;
- исследование амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристик;
- измерение входного сопротивления усилительного каскада;
- исследование зависимости коэффициента усиления от коллекторного сопротивления.
1.1 Рабочее задание
1.1.1 Собрать схему усилительного каскада с общим эмиттером (ОЭ) согласно рисунку 1.1.
1.1.2 Исследовать режим работы усилительного каскада по постоянному току.
1.1.3 Выяснить зависимость коэффициента усиления напряжения от сопротивления коллекторной нагрузки.
1.1.4 Измерить входное сопротивление усилительного каскада.
1.1.5 Снять и построить АЧХ усилительного каскада.
1.1.6 Снять и построить ФЧХ усилительного каскада.
1.2 Методические указания к выполнению работы
1.2.1 Измерьте омметром сопротивления всех резисторов схемы.
1.2.2 Установите с помощью вольтметра напряжение источника питания (+) PS-1, равное 10В, и выключите стенд.
1.2.3 Вставьте печатную плату ЕВ – 111 в стенд PU 2000 от DEGEM system.
1.2.4 Соберите схему, показанную на рисунке 1.1.
1.2.5 Вход схемы подключите к выходу функционального генератора.
1.2.6 Коллектор транзистора соедините с входом первого канала 2-х канального осциллографа.
1.2.7 Базу транзистора соедините с входом второго канала того же осциллогрфа.
1.2.8 Включите стенд.
1.2.9 Подайте от генератора треугольный сигнал с частотой 1кГц. Варьируя уровень сигнала генератора и сопротивление переменного резистора RV3, добиться максимального неискажённого выходного сигнала.
1.2.10 Отсоедините вход усилителя от генератора и замерьте напряжения на коллекторе UK, эмиттере UЭ, базе UБ и в точке соединения резисторов R13 и R12 относительно общего провода U1. Вычислите значения постоянных токов покоя; коллектора IK, эмиттера IЭ и базы IБ с помощью выражений:
IK = (UPS1 – UK)/R14 ; IЭ = UЭ /R16; IБ =( U1 – UБ) /R13.
1.2.11 Соедините вход усилителя с выходом генератора и подайте от генератора синусоидальный сигнал того же уровня, как в п. 1.2.9. Меняя частоту сигнала, согласно таблице 1.1, измеряйте выходное напряжение (при постоянном уровне входного напряжения) и угол сдвига фаз между входным
и выходным сигналами. Для получения изображения, показанного на рисунке 1.2, используйте функцию INVERS осциллографа.
Рисунок 1.1 – Схема усилительного каскада ОЭ
Коэффициенты усиления и углы фазового сдвига вычислите по формулам:
KU =uВЫХ /uВХ ; φ o= - ( l /T )3600.
Значения l и T берутся из осциллограммы, согласно рисунку 1.2.
Рисунок 1.2 – Осциллограмма входного и выходного сигналов
Данные занесите в таблицу 1.1.
1.2.12 Измерьте осциллографом напряжение входного сигнала на базе uБ (разумеется относительно общего провода) и напряжение сигнала u1 в точке соединения резисторов R12 и R13. Вычислите входное сопротивление каскада по формуле
RВХ = uБ R13 /( u1 - uБ ).
Таблица 1.1
|
f, кГц |
0,1 |
1 |
10 |
100 |
|
uВЫХ , В |
|
|
|
|
|
KU |
|
|
|
|
|
l, мм |
|
|
|
|
|
Т, мм |
|
|
|
|
|
φ o |
|
|
|
|
1.2.13 Переключите перемычку так, чтобы коллектор был соединён с источником питания через резистор R15. Измерьте входное и выходное напряжения, вычислите коэффициент усиления.
1.3 Расчетное задание
1.3.1 По данным из таблицы 1.1 построить графики АЧХ и ФЧХ. Графики должны быть один над другим при одинаковых масштабах горизонтальной оси частот. Ось частот строится в логарифмическом масштабе, при этом расстояния между отметками используемых частот будут одинаковыми.
1.4 Контрольные вопросы
1.4.1 Каково назначение всех элементов схемы каскада ОЭ?
1.4.2 Каким образом осуществляется термостабилизация рабочей точки?
1.4.3 Чем вызван завал АЧХ на нижних и на высших частотах?
1.4.4 Каковы знаки угла фазового сдвига на нижних и на высших частотах?
1.4.5. Показать графически определение входного сопротивления каскада с помощью входной характеристики транзистора.
1.4.6 Как зависит коэффициент усиления от величины коллекторного сопротивления?
1.4.7. Показать положение рабочей точки базы на входной характеристике транзистора.
1.4.8 Показать на входной характеристике транзистора изменения базового тока под действием входного сигнала.
1.4.9 Показать положение рабочей точки коллектора на семействе выходных характеристик транзистора.
1.4.10 Показать на семействе выходных характеристик транзистора изменения коллекторного тока и напряжения под действием изменений базового тока.
2 Лабораторная работа. Исследование операционного усилителя
Цель работы:
- исследование инвертирующего усилителя постоянного тока;
- исследование инвертирующего усилителя переменного тока.
2.1 Рабочее задание
2.1.1 Измерить входные и выходные напряжения при различных комбинациях сопротивлений схемы.
2.1.2 Расчитать соответствующие коэффициенты усиления.
2.1.3 Снять амплитудно-частотные характеристики.
2.2 Методические указания к выполнению работ
2.2.1 Не вставляя плату ЕВ-121 в стенд, измерьте омметром сопротивления всех резисторов схемы.
2.2.2 Установите с помощью вольтметра напряжение источника питания (+) PS-1, равное 10В, и выключите стенд.
2.2.3 Вставьте печатную плату ЕВ – 121 в стенд PU 2000 от DEGEM system.
2.2.4 Соберите схему, показанную на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Схема инвертирующего усилителя постоянного тока
2.2.5 Включите питание стенда.
2.2.6 Регулятором напряжения источника PS-1 подайте входное напряжение около 0,5В на резистор R1.
2.2.7 Измерьте вольтметром выходное напряжение.
2.2.8 Проделайте те же измерения при других значениях входного напряжения.
2.2.9 Результаты измерений сведите в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
|
Входное напряжение желаемое, В |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
10 |
|
Входное напряжение реальное, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходное напряжение, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент усиления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.10 Подсчитайте коэффициент усиления напряжения по формуле
КU = UВЫХ / UВХ .
2.2.11 Подсчитайте коэффициент усиления напряжения по другой формуле КU = - R2 / R1 .
2.2.12 Установите входное напряжение приблизительно 0,75В.
2.2.13 Изменяя комбинации резисторов RОС и RВХ , получите различные значения выходного напряжения, данные сведите в таблицу 2.2.
Таблица 2.2
|
Пары резисторов |
Отношение RОС / RВХ |
Реальное UВХ |
Реальное UВЫХ |
Реальный KU |
|
|
RОС |
RВХ |
||||
|
R2 |
R1 |
|
|
|
|
|
R4 |
R1 |
|
|
|
|
|
R2 |
R3 |
|
|
|
|
|
R4 |
R3 |
|
|
|
|
2.2.14 Соберите схему инвертирующего усилителя, как показано на рисунке 2.2.
2.2.15 Настройте генератор на частоту 1000Гц и на сигнал треугольной формы с размахом 1В от пика до пика, как показано на рисунке 2.3, и подайте его не вход.
2.2.16 Зарисуйте форму выходного сигнала и измерьте его величину (от пика до пика) осциллографом, изобразите входной и выходной сигналы в одиниковом масштабе времени, см. рисунок 2.3.
2.2.17 Установите сигнал генератора синусоидальной формы с размахом около 8В, меняя частоту, измеряйте значения выходного сигнала и данные вносите в таблицу 2.3.
Рисунок 2.2 – Схема инвертирующего усилителя переменного тока
Рисунок 2.3 – Входной и выходной сигналы
2.2.18 Установите сигнал генератора синусоидальной формы с размахом около 8В, меняя частоту, измеряйте значения выходного сигнала и данные вносите в таблицу 2.3.
Таблица 2.3
|
Частота |
1Гц |
10Гц |
100Гц |
1кГц |
10кГц |
100кГц |
|
Входной сигнал (пик-пик) |
|
|
|
|
|
|
|
Выходной сигнал (пик-пик) |
|
|
|
|
|
|
|
Кэффициент усиления |
|
|
|
|
|
|
2.3 Расчетное задание
По данным таблицы 2.3 постройте амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя в логарифмическом масштабе оси частот.
2.4 Контрольные вопросы
2.4.1 Каким выражением определяется коэффициент усиления напряжения инвертирующего усилителя?
2.4.2 По каким причинам АЧХ усилителя претерпевает спад на высоких частотах?
2.4.3 Почему отсутствует спад АЧХ на низких частотах в исследованной схеме?
2.4.4 Как влияет на форму АЧХ разделительный конденсатор на входе?
2.4.5. Чем объясняется ограничение амплитуд усилителя?
3 Лабораторная работа. Исследование неинвертирующего усилителя
Цель работы:
- исследование неинвертирующего усилителя постоянного тока;
- исследование неинвертирующего усилителя переменного тока.
3.1 Рабочее задание
3.1.1 Измерить входные и выходные напряжения при различных комбинациях сопротивлений схемы.
3.1.2 Расчитать соответствующие коэффициенты усиления.
3.1.3 Снять амплитудно-частотные характеристики.
3.2 Методические указания к выполнению работ
3.2.1 Не вставляя плату ЕВ-121 в стенд, измерьте сопротивления всех резисторов схемы.
3.2.2 Установите с помощью вольтметра напряжение источника питания (+) PS-1, равное 10В, и выключите стенд.
3.2.3 Вставьте печатную плату ЕВ – 121 в стенд.
3.2.4 Соберите схему, показанную на рисунке 3.1.
3.2.5 Включите питание стенда.
3.2.6 Регулятором напряжения источника PS-1 подайте входное напряжение оло 0,5В на резистор R20.
3.2.7 Измерьте вольтметром выходное напряжение.
Рисунок 3.1 – Схема неинвертирующего усилителя постоянного тока
3.2.8 Проделайте те же измерения при других значениях входного напряжения.
3.2.9 Результаты измерений сведите в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
|
Входное напряжение желаемое, В |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
10 |
|
Входное напряжение реальное, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходное напряжение, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент усиления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.10 Подсчитайте коэффициент усиления напряжения по формуле
КU = UВЫХ / UВХ .
3.2.11 Подсчитайте коэффициент усиления напряжения по другой формуле КU = 1 + R2 / R1 .
3.2.12 Установите входное напряжение приблизительно 0,75В.
3.2.13 Изменяя комбинации резисторов RОС и RВХ , получите различные значения выходного напряжения, данные сведите в таблицу 3.2.
Таблица 3.2
|
Пары резисторов |
Отношение RОС / RВХ |
Реальное UВХ |
Реальное UВЫХ |
Реальный KU |
|
|
RОС |
RВХ |
||||
|
R2 |
R1 |
|
|
|
|
|
R4 |
R1 |
|
|
|
|
|
R2 |
R3 |
|
|
|
|
|
R4 |
R3 |
|
|
|
|
3.2.14 Подайте от генератора на вход сигнал треугольной формы частотой 1000Гц и с размахом 1В от пика до пика.
Рисунок 3.3 – Входной и выходной сигналы
3.2.15 Зарисуйте форму выходного сигнала и измерьте его величину (от
пика до пика) осциллографом, изобразите входной и выходной сигналы в одиниковом масштабе времени, см. рисунок 3.3.
3.2.16 Настройте генератор на сигнал синусоидальной формы с размахом около 3В, меняя частоту, измеряйте значения выходного сигнала и данные вносите в таблицу 3.3.
Таблица 3.3
|
Частота |
1Гц |
10Гц |
100Гц |
1кГц |
10кГц |
100кГц |
|
Входной сигнал (пик-пик) |
|
|
|
|
|
|
|
Выходной сигнал (пик-пик) |
|
|
|
|
|
|
|
Кэффициент усиления |
|
|
|
|
|
|
3.3 Расчетное задание
По данным таблицы 3.3 постройте амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя в логарифмическом масштабе частот.
3.4 Контрольные вопросы
3.4.1 Каким выражением определяется коэффициент усиления напряжения неинвертирующего усилителя?
3.4.2 По каким причинам АЧХ неинвертирующего усилителя отличается от АЧХ инвертирующего усилителя, при одинаковых типах ОУ?
3.4.3 Почему отсутствует спад АЧХ на низких частотах в исследованной схеме?
3.4.4 Как повлияет на форму АЧХ разделительный конденсатор на входе неинвертирующего усилителя?
3.4.5. Чем объясняется ограничение амплитуд выходного сигнала?
4 Лабораторная работа. Исследование прецизионных выпрямителей
Цель работы:
- исследование однополупериодного прецизионного выпрямителя;
- исследование двухполупериодного прецизионного выпрямителя.
4.1 Рабочее задание
4.1.1 Измерить и зарисовать входные и выходные напряжения при различных формах входного сигнала.
4.1.2 Снять амплитудно-частотную характеристику выпрямителя.
4.2 Методические указания к выполнению работ
4.2.1 Не вставляя плату ЕВ-121 в стенд, измерьте сопротивления всех резисторов схемы.
4.2.2 Вставьте печатную плату ЕВ – 121 в стенд.
4.2.3 Найдите на плате схему, показанную на рисунке 4.1, и присоедините к ней генератор и осциллограф.
Рисунок 4.1 – Схема однополупериодного прецизионного выпрямителя
4.2.4 Включите питание стенда.
4.2.5 Настройте генератор на треугольный сигнал с размахом около
100 мВ (от пика до пика) и с частотой 1кГц.
4.2.6 Измерьте постоянную составляющую напряжения на входе с помощью милливольтметра.
4.2.7 При помощи регулятора напряжения наложения генератора (Offset) подавите постоянную составляющую напряжения на входе до уровня не более 5мВ.
4.2.8 Измерьте осциллографом напряжения на Входе, Выходе 5 на Входе 6, зарисуйте их формы, как показано на рисунке 4.2
Рисунок 4.2 – Формы входного и выходных сигналов
4.2.9 Повторите измерения при различных значениях входного сигнала и сведите полученные данные в таблицу 4.1.
Таблица 4.1
|
Входное напряжение желаемое, В |
0 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
|
Входное напряжение реальное, В |
|
|
|
|
|
|
|
Выходное напряжение, В |
|
|
|
|
|
|
4.2.10 Соберите схему двухполупериодного выпрямителя, показанную на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 – Схема двухполупериодного выпрямителя
4.2.11 Подайте от генератора треугольный сигнал с размахом около
2В (от пика до пика) и с частотой 1кГц.
4.2.12 Измерьте осциллографом напряжения на Входе и на Выходе 6 зарисуйте их формы, как показано на рисунке 4.2
4.2.13 Повторите измерения при различных значениях входного сигнала и сведите полученные данные в таблицу 4.2.
Таблица 4.2
|
Входное напряжение желаемое, В |
0,04 |
0,10 |
0,40 |
1,00 |
2,00 |
|
Входное напряжение реальное, В |
|
|
|
|
|
|
Выходное напряжение, В |
|
|
|
|
|
4.2.14 Соберите схему двухполупериодного выпрямителя с фильтром, для этого соедините перемычкой конденсатор С2 с выходом.
4.2.15 Подайте от генератора треугольный сигнал с размахом около
2В (от пика до пика) и с частотой 1кГц.
4.2.16 Измерьте осциллографом напряжения на Входе и на Выходе 6 зарисуйте их формы, как показано на рисунке 4.2
4.2.17 Повторите измерения при различных значениях входного сигнала, измерьте пиковые и средние (измеренные мультиметром) значения выходного сигнала, сведите полученные данные в таблицу 4.3.
Таблица 4.3
|
Входное напряжение желаемое, В |
0,1 |
0,4 |
1,00 |
|
Входное напряжение реальное, В |
|
|
|
|
Выходное напряжение пиковое, В |
|
|
|
|
Выходное напряжение среднее, В, измеренное мультиметром |
|
|
|
4.2.18 Подайте от генератора треугольный сигнал с размахом около 2В (от пика до пика), проделайте измерения при различных частотах входного сигнала и сведите полученные данные в таблицу 4.4.
Таблица 4.4
|
Частота, Гц |
10 |
100 |
1000 |
1000 |
100000 |
|
Выходное напряжение, В |
|
|
|
|
|
4.2.19 Подайте от генератора треугольный сигнал с размахом около 2В (от пика до пика), проделайте измерения при различных формах входного сигнала и сведите полученные данные в таблицу 4.5.
Таблица 4.5
|
Форма сигнала |
Прямоугольные импульсы |
Треугольный |
Синусои- дальный |
|
Входное напряжение, В |
|
|
|
|
Выходное напряжение, В |
|
|
|
4.3 Расчетное задание
По данным таблиц 4.1, 4.2, 4.3 постройте сквозные характеристики выпрямителей, по данным таблицы 4.4 постройте частотную характеристику выпрямителя в логарифмическом масштабе частот.
4.4 Контрольные вопросы
4.4.1 Какова полярность выходного напряжения однополупериодного выпрямителя?
4.4.2 Какова полярность выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя?
4.4.3 Проследите пути протекания токов в схеме однополупериодного выпрямителя.
4.4.4 Проследите пути протекания токов в схеме двухполупериодного выпрямителя.
4.4.5 У какого из выпрямителей пульсации выходного напряжения больше, однополупериодного или двухполупериодного?
4.4.6 Чем объяснить понижение пульсаций выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя при подключении конденсатора С2?
4.4.7 Чем объяснить спад частотной характеристики выпрямителя на высоких частотах?
4.4.8 Чем объяснить различия в значениях выходного напряжения при разных формах входного сигнала?
5 Лабораторная работа. Исследование компараторов
Цель работы:
- исследование инвертирующего компаратора;
- исследование неинвертирующего компаратора;
- исследование оконного компаратора с открытым коллектором.
5.1 Рабочее задание
5.1.1 Измерить и зарисовать входные и выходные напряжения при
различных значениях порогового напряжения и входного сигнала
инвертирующего и неинвертирующего компараторов.
5.1.2 Измерить и зарисовать входные и выходные напряжения при различных значениях порогового напряжения и входного сигнала оконного компаратора с открытым коллектором.
5.2 Методические указания к выполнению работ
5.2.1 Не вставляя плату ЕВ-122 в стенд, измерьте сопротивления всех резисторов схемы.
5.2.3 Вставьте печатную плату ЕВ – 122 в стенд.
5.2.4 Найдите на плате схему, показанную на рисунке 5.1, и присоедините к ней генератор и осциллограф.
Рисунок 5.1 – Схема неинвертирующего компаратора
5.2.5 Включите питание стенда.
5.2.6 Настройте генератор на треугольный сигнал с частотой 1кГц.
5.2.7 Переменным резистором RV1 задайте пороговое напряжение, равное 0,1В.
5.2.8 Постепенно увеличивая напряжение генератора, измерьте при каком значении входного сигнала будут импульсы на выходе компаратора, зарисуйте входные сигналы и выходные импульсы.
5.2.9 Проведите эксперимерты при различных значениях порогового напряжения, данные сведите в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
|
Напряжение порога, В |
0,1 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,5 |
|
Входное напряжение, В |
|
|
|
|
|
|
5.2.10 Найдите на плате схему, показанную на рисунке 5.2, и присоедините к ней генератор, вольтметр и осциллограф.
5.2.11 Включите питание стенда.
5.2.12 Настройте генератор на треугольный сигнал с частотой 1кГц.
5.2.13 Регулятором PS-1 задайте пороговое напряжение, равное 0,1В.
5.2.14 Постепенно увеличивая напряжение генератора, измерьте при каком значении входного сигнала будут импульсы на выходе компаратора, зарисуйте входные сигналы и выходные импульсы.
Рисунок 5.2 – Схема инвертирующего компаратора
5.2.15 Проведите эксперименты при различных значениях порогового напряжения, данные сведите в таблицу 5.2.
Таблица 5.2
|
Напряжение порога, В |
0,0 |
0,1 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
|
Входное напряжение, В |
|
|
|
|
|
|
5.2.16 Соберите схему, показанную на рисунке 5.3, и присоедините к ней генератор, вольтметр и осциллограф.
5.2.17 Регулятором PS-1 задайте верхнее напряжение окна, равное 0,1В.
5.2.18 Переменным резистором RV1 задайте нижнее напряжение окна, равное 0,09В.
Рисунок 5.2 – Схема оконного компаратора
5.2.19 Постепенно меняя напряжение генератора, измерьте, при каком
значении входного сигнала будут импульсы на выходе компаратора, зарисуйте, входные сигналы и выходные импульсы.
5.2.20 Проведите эксперименты при различных значениях верхнего и нижнего напряжения окна, данные сведите в таблицу 5.3.
5.2.21 Получите минимальную разность верхнего и нижнего значений напряжения окна (высоту окна).
Таблица 5.3
|
Верхее напряжение окна, В |
|
|
|
|
|
|
|
Нижнее напряжение окна, В |
|
|
|
|
|
|
|
Амплитуда входного напр., В |
|
|
|
|
|
|
5.3 Расчетное задание
По данным таблиц 5.1, 5.2 и 5.3 постройте сквозные характеристики компараторов.
5.4 Контрольные вопросы
5.4.1 Какова полярность выходных импульсов инвертирующего компаратора при превышении входным сигналом порога?
5.4.2 Какова полярность выходных импульсов неинвертирующего компаратора при превышении входным сигналом порога?
5.4.3 Какова полярность выходных импульсов оконного компаратора при превышении входным сигналом порогов?
5.4.4 С какой целью включают внешний (навесной) резистор в схемах с открытым коллектором?
5.4.5 Каков порядок величины коэффициента усиления операционного усилителя с разомкнутой отрицательной обратной связью?
5.4.6 Почему скозные характеристики компараторов имеют резкий излом почти на 90°?
6 Лабораторная работа. Исследование интегратора и дифференциатора
Цель работы:
- исследование работы схемы интегратора;
- исследование работы схемы дифференциатора.
6.1 Рабочее задание
6.1.1 Измерить и зарисовать входные и выходные напряжения при
различных формах и значениях входного сигнала.
6.1.2 Измерить и зарисовать входные и выходные напряжения при различных постоянных времени интегратора и дифференциатора.
6.2 Методические указания к выполнению работ
6.2.1 Не вставляя плату ЕВ-122 в стенд, измерьте сопротивления всех резисторов схемы, интегратора и дифференциатора, запишите значения
емкостей конденсаторов.
6.2.3 Вставьте печатную плату ЕВ – 122 в стенд.
6.2.4 Найдите на плате схему, показанную на рисунке 6.1, и присоедините к ней генератор и осциллограф.
Рисунок 6.1 – Схема дифференциатора
6.2.5 Включите питание стенда.
6.2.6 Настройте генератор на треугольный сигнал с размахом (от пика до пика) 2В.
6.2.7 Изменяя форму и частоту входного сигнала, измеряйте и зарисовывайте входные и выходные сигналы. Данные сводите в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
|
Частота |
10Гц |
100Гц |
1кГц |
10кГц |
100кГц |
|
Треугольный сигнал |
|
|
|
|
|
|
Синусоидальный сигнал |
|
|
|
|
|
|
Прямоугольные импульсы |
|
|
|
|
|
6.2.8 Проделайте те же измерения при соединении резистора R4.
6.2.9 Найдите на плате схему, показанную на рисунке 6.2, и присоедините к ней генератор и осциллограф.
6.2.10 Включите питание стенда.
6.2.11 Настройте генератор на треугольный сигнал с размахом (от пика до пика) 2В.
6.2.12 Изменяя форму и частоту входного сигнала, измеряйте и зарисовывайте входные и выходные сигналы. Данные сводите в таблицу 6.2.
6.2.13 Проделайте те же измерения при соединении конденсатора С3.
Рисунок 6.2 – Схема интегратора
Таблица 6.2
|
Частота |
10Гц |
100Гц |
1кГц |
10кГц |
100кГц |
|
Треугольный сигнал |
|
|
|
|
|
|
Синусоидальный сигнал |
|
|
|
|
|
|
Прямоугольные импульсы |
|
|
|
|
|
6.3 Расчетное задание
По данным таблиц 6.1 и 6.2 постройте амплитудно-частотные характеристики дифференциатора и интегратора.
6.4 Контрольные вопросы
6.4.1 Какой сдвиг фаз имеет выходной сигнал дифференциатора относительно входного?
6.4.2 Каков диапазон частот работы схемы дифференциатора?
6.4.3 Какой сдвиг фаз имеет выходной сигнал интегратора относительно входного?
6.4.4 Каков диапазон частот работы схемы интегратора?
6.4.5 Какова полярность выходных импульсов интегратора?
6.4.6 Какова полярность выходных импульсов дифференциатора?
6.4.7 Каков диапазон частот работы схемы дифференциатора?
7 Лабораторная работа. Исследование фильтра низких частот и полосового фильтра
Цель работы:
- исследование схемы фильтра низких частот (ФНЧ);
- исследование схемы полосового фильтра (ПФ).
7.1 Рабочее задание
7.1.1 Измерить и зарисовать входные и выходные напряжения при различных частотах входного сигнала.
7.2 Методические указания к выполнению работ
7.2.1 Не вставляя плату ЕВ-122 в стенд, измерьте сопротивления всех резисторов схемы ФНЧ и ПФ, запишите значения емкостей конденсаторов.
7.2.3 Вставьте печатную плату ЕВ – 122 в стенд.
7.2.4 Найдите на плате схему ФНЧ, показанную на рисунке 7.1, и подключите к ней генератор и осциллограф.
Рисунок 7.1 - Cхема фильтра низких частот
7.2.5 Включите питание стенда.
7.2.6 Настройте генератор на синусоидальный сигнал с размахом (от пика до пика) 2В.
7.2.7 Изменяя частоту входного сигнала, измеряйте выходные сигналы. Данные сводите в таблицу 7.1.
Таблица 7.1
|
Частота |
10Гц |
100Гц |
1кГц |
10кГц |
100кГц |
|
Выходной сигнал, В |
|
|
|
|
|
7.2.8 Найдите на плате схему, показанную на рисунке 7.2, и присоедините к ней генератор и осциллограф.
7.2.9 Включите питание стенда.
7.2.10 Настройте генератор на синусоидальный сигнал с размахом (от пика до пика) 2В.
7.2.11 Изменяя частоту входного сигнала, измеряйте выходные сигналы. Данные сводите в таблицу 7.2.
Таблица 7.2
|
Частота |
10Гц |
100Гц |
1кГц |
10кГц |
100кГц |
|
Выходной сигнал, В |
|
|
|
|
|
Рисунок 7.2 - Cхема полосового фильтра
7.3 Расчетное задание
По данным таблиц 7.1 и 7.2 постройте амплитудно-частотные характеристики ФНЧ и ПФ.
7.4 Контрольные вопросы
7.4.1 Какой сдвиг фаз имеет выходной сигнал ФНЧ относительно входного?
7.4.2 Каков порядок исследуемого ФНЧ?
7.4.3 Какой сдвиг фаз имеет выходной сигнал ПФ относительно входного?
7.4.4 Каков порядок исследуемого ПФ?
7.4.5 Какова полярность выходных импульсовФНЧ и ПФ?
7.4.6 Какова приблизительная добротность ПФ?
Список литературы
1. Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника: учеб. пособие – Ростов н/Д: Феникс, 2009.-703, (1) с.- (Высшее образование).
2. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для ВУЗов – М.: Радио и связь, 1996. – 786 с.
3. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – СПб.: Корона-принт, 2004. – 416 с.
4. Ордабаев Б.Б. Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2. Учебное пособие для студентов специальностей направления 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. 2011. – 83 с.
Содержание
|
Введение |
3 |
|
1 Лабораторная работа. Исследование усилительного каскада ОЭ |
4 |
|
2 Лабораторная работа. Исследование операционного усилителя |
7 |
|
3 Лабораторная работа. Исследование неинвертирующего усилителя |
10 |
|
4 Лабораторная работа. Исследование прецизионных выпрямителей |
12 |
|
5 Лабораторная работа. Исследование компараторов |
16 |
|
6 Лабораторная работа. Исследование интегратора и дифференциатора |
19 |
|
7 Лабораторная работа. Исследование фильтра низких частот и полосового фильтра |
21 |
|
Список литературы |
24 |
Св. план 2100 г. поз. 210