Коммерциалық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС  УНИВЕРСИТЕТІ

Электроника  кафедрасы

                                                                                                                                

 

 

ЭЛЕКТРОНДЫҚ ҚҰРЫЛҒЫЛАР МЕН АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРДІ ЭЛЕКТРМЕН ҚОРЕКТЕНДІРУ

 5В070300 – Ақпараттық жүйелер мамандығының барлық оқу түрінің студенттеріне арналған әдістемелік нұсқаулар

 

 

 

 

Алматы 2011

Құрастырушы: С.Б. Абдрешова, А.Б. Нусибалиева Электрондық құрылғылармен ақпараттық жүйелерді электрмен        қоректендіру. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік    нұсқау 5В070300 – Ақпараттық жүйелер мамандығы бойынша оқитын   барлық оқу түрінің студенттеріне арналған. – Алматы: АЭжБУ, 2011. – 30 б. 

 

Бұл зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқауда басқарылатын және басқарылмайтын түзеткіштер, сызықты және импульстік ретитегіштер мен кернеу тұрақтандырғыштары бойынша жұмыстар енгізілгенижәне ұсынылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау 5В070300 – Ақпараттық жүйелер мамандығы бойынша оқитын барлық оқу түрінің студенттеріне арналған.

 

         Сур.19, кесте 10, әдеб. көрсеткіші. – 5 ат.

 

         Пікір беруші: проф., пед.ғылым.канд., О.Т. Шанаев 

 

          «Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының  2011 жылғы қосымша жоспары бойынша басылуда. 

 

 

Ó  «Алматы энергетика және байланыс университеті»  КЕАҚ, 2012 ж.

 

Қос.жоспар  2011 ж.,реті 47

Зертханалық жұмыстарды орындау бойынша жалпы әдістемелік ұсыныстар

 

Зертханалық жұмысқа дайындық. Зертханалық жұмыстар топтарда институттың оқу кестесіне сәйкес жүргізіледі. Сол себепті, зертханалық жұмысты орындау үшін  студент мыналарды білуі қажет:

1) зертханалық жұмыстың мазмұнымен мұқият танысып, оның мақсаты мен тапсырмаларын білуі керек;

2)осы жұмысқа қатысты лекция бойынша және сәйкес әдебиеттерден қажетті мәліметтерді оқып-үйренуі керек;

3) зертханалық жұмыс жасамас бұрын титул парағы бар есеп беру қағазын жүмыс мақсаты мен тапсырмаларына сәйкес электронды құрылғылар сұлбаларын, қарайтын кестелерді және есептеу формулаларын, сондай-ақ, эксперименталды  алынатын графиктер үшін орын дайындауы керек;

4) жұмысқа дайындалған студент зертханалық жұмысқа жіберілмейді.

Жұмыстың орындалуы.

Әрбір студент тәжірибелерді орындау сатыларында құрылған жоспар мен бағдарламаларға сійкес зертханалық зерттеулер өткізуге икемді болады. Алынған нәтижелерді істелген жұмыс туралы қорытынды жасауға дайындайды.

Тәжірибелерге дайындық кезінде және оны жасау процесі кезін, студенттер параметрлерді өлшеу әдістерімен, түрленгіш құрылғылар сипаттамаларымен танысады, түрлендіргіш құрылғылардың сұлбаларын зерттеу бойынша олардың іс-әрекетін оқып-үйренеді.

Зертханалық тәжірибенің барлық кезеңдерінде студент жоспарды, байқау хаттамасы мен тәжірибе туралы есеп пен оның нәтижелерінің көру, шолу және лаконикалық құрудың тәсілдерін үйренуге ұмтылу керек.

Есеп беру қағазын толтыру.

Зертханалық тәжірибелерді аяқтаған со студент, істеген жұмыс бойыншы қорытынды жасайды. Бұл қорытынды да: жұмыс мақсаты, жұмыс тапсырмалары, құрылымдық және принциптік сұлба, зерттелетін құрылғы, алынған нәтижелер кестесі, есептеу формулалары, экспериментті тәуелділіктердің қажетті графиктері, алынған тәуелділіктерге түсініктеме, бақылау сұрақтарына қысқаша жазбаша жауаптар болуы керек.  Есеп беру қағазын оқытушы бекітеді, егер оның сапасы берілген талаптарға сәйкес келмесе, оны толықтыру үшін студентке қайтарылады.        

 

1 Зертханалық жұмыс.  Бірфазалы түзеткіштерді зерттеу

 

Жұмыстың мақсаты:

Активті және активтісыйымдылықты жүктеме кезінде түзетудің бірфазалы сұлбасын зерттеп, оның жұмыс істеу принципін, негізгі көрсеткіштерін, құрамын оқып-үйрену. Түзеткіш құрылғылардың сипаттамалары мен негізгі параметрлерін өлшеу.

 

Жұмысқа тапсырма

 

1        Біржартыпериодты түзеткіштің сұлбасын жинау.

2  Осциллографты қолданып, біржартыпериодты түзеткіштің кіріс және шығыс кернеулерін анықтау.

3   Осциллографты сыйымдылықты сүзгі кезіндегі түзеткіштің шығыс кернеуін бақылау үшін қолдану.

4        Жүктемедегі кернеу лүпілінің шамасын анықтау.

5        1 ­­– 4 тармақтарды екіжартыпериодты түзеткіш үшін орындаңдар.

6        1 ­­– 4 тармақтарды түзеткіштің көпірлі сұлбасы үшін орындаңдар.

7        Екіөрісті түзеткіш үшін шығыс кернеуін анықтаңыздар.

8        Шығыс кернеуінің лапілі шамасына жүктеме мен оның сипаттамасының әсерін анықтау.

Қолданылатын құрылғылар тізімі:

-         PU – 2000 стендісі;

-         ЕВ – 141 баспа платасы;

-         2 арналы осциллограф;

-         сигналдар генераторы;

-         мультиметр (DMM).

 

Кіріспе

 

Радиоэлектронды аспаптарды электр тогымен қоректендіру үшін айнымалы ток көзін тұрақты токқа түрлендіру қажет.  Ол үшін түрлендіргіш қолданылады. Бұл жұмыста бір-,екіжартыпериодты және көпірлі түзеткіштер зерттеледі, түзетілген кернеудің лапілі өлшенеді, жүктеме сипатының сұлба жұмысына әсері анықталады.

 

Жұмыстың орындалу тәртібі

 

1 Біржартыпериодты түзеткіш

 

1  ЕВ-141 платасын PU-2000 стендісіне қойыңыз.

2 “SIG IN” кірісі бар сұлбаны таңдаңыз, ол баспа платасының сол жақтағы жоғарғы бұрышта орналасқан.

          3 “SIG IN кірісіне сигналдар генераторын қосып, түзеткіш трансформаторының кірісіне 100 Гц жиілікті синусойдалы кернеу беріңіз.


4  1.1 - суретке сәйкес, Т1 трансформаторының орамының ортаңғы нүктесін R21резисторы арқылы жерге қосамыз.

 

5  1.1 - суретке сәйкес, осциллографтың 1-арнасына трансформатордың N1 орамынан сигнал береміз.

6 Генератордағы сигнал деңгейін, N1 орамынан шыңнан шыңға дейін 14В кернеу алатындай етіп қондырамыз, әсер етуші мәні 4,9В (UN1).

7  1.1 - суретке сәйкес, түзеткіш шығысын осциллографтың 2-арнасы кірісіне қосамыз. Өлшеу кезінде екі арнада бірдей күшейткіште болуы керек және “DC” жағдайында болуы керек. (тұрақты сигналдарды өлшеу кезінде).

8 Түзеткіштің кіріс және шығыс кернеулерін UN1=f(t) және UR1=f(t) график түрінде түсіріп алыңдар. UN1 және UR1 араларындағы амплитудалар айырымын VD1диод ының бар болуымен серттелуінде өлшеңдер.

9 Ораманың Т1 ортаңғы нүктесінен немесе R21 резисторынан осциллографтың 1-арнасының кірісіне кернеу береміз.

         10 R21 резисторындағы кернеудің UR21=f(t) графигін түсіріңдер. (орның ортаңғы нүктендегі кернеу). R21 резисторы арқылы өтетін ток ты мына қатынастан анықтаңдар:

                                    ,                                           (1.1)

мұндағы R21=10 Ом.

Ескерту: R21 арқылы өтетін ток жерге құйылатын болғандықтан, сигналдар теріс полярлы болады.

11 С1 конденсаторын R1 паралель қосыңыз.

12 Түзеткіштің кіріс және шығыс кернеулерін UN1=f(t) және UR1=f(t) графиктері түрінде түсіріп алыңдар (сыйымдылықты сүзгілі біржартылайпериодты түзеткіштің шығыс кернеуі).

13 Осциллографтың 2-арнасын “АC жағдайына қондырып, керне лүпілін өлшеу үшін сезімталдықты жоғарылату керек.

14 Шығыс кернеуінің лүпілін Uлүпіл.=f(t) графигі түрінде түсіріңдер (біржартыпериодты кернеу лүпілінің түрі). Өлшеп, жазыңдар.

Uлүпіл.= ……В (шыңнан шыңға дейін).

15 Осциллографтың 2-арнасын қайтадан “DC” жағдайына қоямыз.

16 Өлшенген кернеумен осциллографтың 1-арнасын R21 резисторына немесе трансформатордың ортаңғы нүктесіне N1 қосамыз

17 R21резисторындағы кернеуді график түрінде түсіреміз (ораманың ортаңғы нүктесіндегі кернеу).

18 Конденсаторды ажыратамыз.

 

2 Ортаңғы нүктелі екіпериодты түзеткіш

 

19 1.2 суретте келтірілген сұлбаны жинаймыз.

    1.2 сурет - Ортаңғы нүктелі екіжартыпериодты түзеткіш сұлбасы

 

20  Түзеткіштің шығыс кернеуін Uшығ.=f(t) графигі түрінде түсіріңдер.

21  8 – 19 тармақтарын 1.2 - суреттегі сұлба үшін орындаймыз.

Түзетілген кернеу лүпілін, сондай-ақ, R21 резисторы кернеуін түсіріңдер. Түзеткіш шығысында кернеудің тұрақты құраушыларын өлшеңдер:

Uшығ.тұр.= ……В,

Uлүп.= ……В.


3 Көпірлі екіжартыпериодты түзеткіш

 


22
1.3 - суреттегі сұлбаны жинаңдар.


         а) платадағы нақты сұлба;

 

 б) қарапайым сызылған сұлба. 

 

             1.3  сурет -  Көпірлі екіжартыпериодты түзеткіш сұлбасы 

 

23 R1 резисторындағы шығыс кернеуін түсіріңдер (көпірлі екіжақтыпериодты түзеткіштің шығыс кернеуі).

Ескерту: шың кернеуі 14 В тең, екі диодқа түскеннен кейін 1,2 В-қа аз болады. 

24 С1 конденсаторын қосыңдар.Шығыс кернеуі қалай болады Uшық.? 

 

4 Екіполярлы түзеткіш

 

Бұл сұлба шығысында мәні бойынша бірдей,таңбасы бойынша әртүрлі жерге қатысты екі кернеу алуға мүмкіндік береді.

 25 1.4 - суретте келтірілген сұлбаны жина.

                      1.4  сурет -  Екіполярлы түзеткіш сұлбасы

 

 26 С1 және С2 конденсаторларындағы кернеулерді түсіріңдер (екіполярлы түзеткіштің шығыс кернеуі).

  

5      
Түзеткішке жүктеменің әсері

 

         1.5 сурет -  Айнымалы жүктемелі біржартыпериодты түзеткіш сұлбасы

 

 27 1.5 - суреттегі сұлбаны жинаңдар.

           28 Потенциометр көмегімен (айнымалы резистор RV1) оның тетігін сағат бағытына қарама-қарсы бұрай отырып, токтың минималды мәнін қондырамыз.

 29 Осциллографпен жүктемедегі кернеу лүпілін өлшеп (шыңнан шыңға дейінгі ) және 1.1 - кестеге жаз (жүктеменің түзеткішке әсері).

 

  1.1 кесте

I, мА

0

2.5

5

7.5

10

12.5

15

17.5

20

25

Uлүпіл., В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 30 Потенциометрді сағат бағытымен бұрап, алынған токты кестеге жазыңыз.

 31 Токтың әрбір мәні үшін лүпілді өлшеп, кестеге жазамыз.

 32 Жүктеме тогына тәуелді кернеу лүпілінің өзгеру графигін сызыңдар.

 33 Келесі фразаны сөздермен толықтырыңдар: а) біржартыпериодты түзеткіште лүпіл _____________(көп, аз), екіжартыпериодты түзеткішке қарағанда. Неге? б) Жүктеме тогы өскендіктен лүпіл ___________(өседі, кемиді).

 1.4 Фирмалық стандарт талаптарына сәйкес, жұмыс бойынша есеп қағазын жазыңдар.

 

 Бақылау сұрақтары

 

     1 Электр тербелісін түзету дегеніміз не? Түзету қандай принцип бойынша жүзеге асады?

     2  Түзеткіш дегеніміз не?

     3  Біржартыпериодты түзеткіш деп нені айтамыз?

     4  Екіжартыпериодты түзеткіш деп нені айтамыз?

     5  Көпірлі сұлбада түзеткіш дегеніміз не?

     6  Түзеткіштің жүктемелік (ішкі) сипаттамасы дегеніміз не?

     7 Түзеткіштің жүктемелік сипаттамасын (ішкі) сипаттамаларын салыстырғаннан не байқаймыз?!

     8  Түзеткіш қандай элементтерден құралған және осы элементтердің белгіленуі қандай?

     9   Түзеткіш диоды қандай параметрлермен сипатталады?

     10  Түзеткіштің лүпілдеу коэффициенті дегеніміз не?

     11   Түзетілген сұлбада трансформатордың қолдану коэффициенті деп нені айтамыз?

     12  Түзеткіштің пайдалы әсер коэффициенті дегеніміз не?

     13  Түзеткіштің лүпілдеу жиілігңі дегеніміз не?

14 Түзеткіш шығысындағы кернеу лүпілін қандай құраушылар арқылы көрсетуге болады?

     15  Түзеткіш шығысында кернеу лүпілі шамасын қандай факторлар анықтайды?

     16 Түзетілетін кернеудің қандай айнымалы құрамы көп кедергі келтіруге әсер етуші болып табылады?

     17 Сүзгінің тегістеу коэффициенті дегеніміз не және оны қалай есептейміз?

     18  Сүзгілеу коэффициенті дегеніміз не және оны қалай есептейді?

     19 Әртүрлі жүктемеде жұмыс істейтін бір фазалы түзеткіш үшін негізгі теңдеулер келтір.

 

  20 Әртүрлі жүктемелер үшін түзеткіш сұлбаларының жұмысын түсіндер. 

      21   Жүктеме сипатына (R, L, C) тәуелді лүпіл коэффициентін түсіндір.

   22   Түзеткіш сұлбасының сипатты нүктелерінде қисық ток пен кернеу осциллограммаларын түсіндір. 

      

                   

2       Зертханалық жұмыс. Транзисторлы стабилизатор

 

Жұмыстың мақсаты:

Тұрақты ток кернеуінің транзисторлы стабилизаторының сипаттамаларын зерттеу және жұмыс істеуін оқып – үйрену. 

 Зертханалық жұмысты жасап болғаннан кейін сіздер мыналарды орындай аласыз:

1)     Транзисторлы тұрақтандырғышның негізгі сұлбасын жинауды

2)     Тұрақты шығыс кернеуін өлшеуді;

3)     Электр жүктемесін тұрақтандырғышға жалғауды;

4)     Тұрақтандырғышның шығыс кернеуін анықтау үшін осциллографты қолдануды;

5)     Жүктемеге тәуелді шығыс кернеуінің өзгерісін анықтауды.

6)     Кері байланысы және ток шектегіші бар тұрақтандырғыш сипаттамаларын анықтауды

Қолданылатын құрылғылар тізімі:

- PU – 2000 стендісі;

- ЕВ – 141 баспа платасы;

- 2-арналы осциллограф;

- сигналдар генераторы;

- мультиметр.

 

Кіріспе 

Бұл жұмыста шығыс сипаттамаларды жақсарту үшін қолданылатын транзисторлы стабилизатордың негізгі сұлбаларының сипаттамаларын анықтайсыздар. 

 

Жұмыстың орындалу тәртібі

1    Транзисторлы стабилизатордың негізгі сұлбасы

 ЕВ-141 платасын  PU-2000 стендісіне қойыңыз.

SIG IN кірісі бар сұлбаны табыңыз, бұл сұлба платаның жоғарғы сол  жағында орналасқан.

         SIG IN кірісіне генераторды қосып, 100 Гц жиілікті синусоидалы тербеліс қондырыңдар.

          Мультиметрді трансформатордың екіншілік орамасына 1 суретте көрсетілгендей қосыңыз.

         2.1 сурет - Тұрақтанбаған көпірлік түзеткіш сұлбасы  

 

 Кіріс кернеуінің амплитудасын Uкір.=9.8 В етіп қондырамыз.

 1 сурет бойынша сұлбаны жинаймыз, бұл схема трансформатор артында  орналасқан.

 Q1 трансформаторы бар сұлбаны табыңдар.

 2.2 - суретте келтірілген сұлбаны жинаймыз.

                    2.2 сурет -  Транзисторлы стабилизатор сұлбасы

 

Түзеткіш шығысын транзисторлы стабилизатор кірісімен жалғаймыз.

 Стабилизатор тұрақты шығыс кернеуін өлшеп, тұрақтандырғышдағы кернеуді  Uшығ жазамыз.

Осциллографпен стабилизатор шығысындағы айнымалы кернеу лүпілін өлшеп, Uшығ  жазамыз (шыңнан шыңға дейін).

 2.3-сурет бойынша электронды жүктеменің орналасу орнын анықтаймыз. 

 RV1 потенциометрін сағат бағытына қарама-қарсы бағытқа бұрамыз.  

Электронды жүктемені стабилизатор шығысына жалғаймыз.

2.3-сурет бойынша ток өлшеу үшін  жүктеме арқылы амперметрді қосамыз, токты 2,5 мА қондырамыз.

                  2.3 сурет -  Электронды жүктеме сұлбасы

 

 Осциллографты қосып, UL, UE ( эмиттерде) өлшейміз және 2.1 - кестеге жазамыз.

 

2.1 кесте

IL, мА

0

2.5

5

10

15

20

25

30

UL, В

 

 

 

 

 

 

 

 

UE, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 RV1 көмегімен жүктемелік токты қондырып, UL, UE кернеулерінің IL тогының әртүрлі мәндері үшін мәндерін 1-кестеге жазамыз.

Ескерту: Нөлдік ток сөніп тұрған электрондық жүктемеге сәйкес келеді

 IL секілді UL, UE  графиктерін тұрғызамыз (стабилизатордың жүктемелік сипаттамалары).

 UE және UL үшін IL=30 мА жүктеме кезіндегі  айнымалы кернеу деңгейін өлшеп, жазыңдар.

UE немесе UL кернеулерінің қайсысы тұрақтанған?

 

2 Ток тежегіші бар транзисторлы стабилизатор

Q3 коллекторын R4 пен  ток тежегіш сұлбасын алу үшін маңдайша арқылы қосамыз, 2-суретті қара.

Жүктемені шешіп қайталаңыздар, стабилизатордың шығыс кернеуін, тұрақтандырғышдағы кернеуді және кернеу лүпілін (шыңнан шыңға дейінгі) жазыңдар.

Осциллографпен UE, UL  кернеулерін өлшеп, 1.2-кестеге жазыңдар. (Тежегіші бар стабилизатор тогы мен кернеуі).

 

2.2 кесте

IL, мА

0

2.5

5

10

15

20

25

30

UR5, В

 

 

 

 

 

 

 

 

UL, В

 

 

 

 

 

 

 

 

UE, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 R5 –дегі кернеу түсуін волтьметрмен өлшеңіз.

 RV1 пайдаланып токты қондырамыз, өлшеу нәтижесін 2.2 - кестеге жазамыз. 

UL= f(IL) графигін тұрғызыңыз.

UE және UL нүктелерінде ток тежегіш тұрақтануға әсер ете ме?

Ток жүктемесі үшін мына өрнек  әрқашанда дұрыс па?

3 Кері байланысты транзисторлы стабилизатор

2.4 - сурет бойынша кері байланысты транзистор стабилизатор сұлбасын жинаңыз.

                 

 2.4  сурет - Кері байланысты транзистор стабилизаторының сұлбасы

 

Uшығ өлшеу үшін мультиметрді қосамыз.

 Бұл сұлбада сіздер RV2 потенциометрді бұра отырып, Uшығ кернеуін өзгерте аласыздар.  Сағат бағытымен толық бұрылыс максималды кіріс кернеуін көрсетеді.

Uмакс.шығ. …………….(В) шығыс кернеуін жазыңдар.

Стабилизатор шығысына  осциллографты қосып, шыңнан шыңға дейінгі лүпілді өлшейміз Uлүпіл……………(В).

RV2 потенциометрін сағат бағытына қарама-қарсы аяғына дейін бұрамыз.

Uмин.шығ. …………………..(В) жазамыз.

Лүпілді өлшеп,жазамыз.

Электронды жүктемені шығысқа қосамыз. Сол кезде  RV2 потенциометрі толығымен сағат бағытына қарама-қарсы болуы керек (мин.жүктемеде).

Жүктеме тогын 5 мА алу үшін  RV2  потенциометрді бұраймыз, жүктеме кернеуін өлшеп, 3-кестеге жазамыз.   (кері байланысты стабилизатор тогы мен кернеуі).

 

2.3 кесте

IL, мА

0

5

10

20

30

UL, В

 

 

 

 

 

 

Жүктеме потенциометрін сағат бағытымен ақырын бұра отырып, әрбір IL үшін UL жазамыз, IL=0 жүктеме ажыратылып тұрғанына сәйкес келеді. 

 UL= f(IL) графигін тұрғызыңыздар,  (кернеуді азайтатын, түзетілген транзисторлы стабилизатордың жүктемелік сипаттамасы).

RV2 потенциометрін ең жоғарғы кернеуге қойып, токты IL=5 мА қондырамыз. Жүктемедегі кернеуді өлшеп, мәнін 4-кестеге жазамыз. (Кері байланысты стабилизатордың ең жоғарғы шығыс кернеуіндегі ток пен кернеу).

 

2.4 кесте

IL, мА

0

5

10

20

30

UL, В

 

 

 

 

 

   

Пункттерді  қайталап, график тұрғызыңдар (ең жоғарғы шығыс кернеуі үшін түзетілген тұрақтандырғышның жүктемелік сипаттамасы).

Жүктемелік сипаттамаларды өзара салыстырыңдар.

Кері байланысты стабилизаторды негізгі сұлбамен салыстырыңдар. Олардың қайсысы ыңғайлы, неліктен?

 

Бақылау сұрақтары

 

1        Кернеу стабилизаторы және ток стабилизаторы дегеніміз не?

2        Стабилизаторда тұрақтандырғышның атқаратын қызметі не?

3        Стабилизатор қандай қасиеттерімен сипатталады?

4        Тұрақтандыру коэффициенті дегеніміз не?

5        Кернеу стабилизаторы қалай жұмыс жасайды?

6        Кернеуді параметрлік стабилизаторы дегеніміз не?

7        Ток пен кернеу стабилизаторы қандай параметрлермен сипатталады?

8        Экспериментальды тұрақтандыру коэффициенті қалай анықталады?

9        ИМС-да  қандай кернеу тұрақтандырғышдарын білесіздер?

 

       3  Зертханалық жұмыс . Кернеудің интегралды стабилизаторы  

 

Жұмыстың мақсаты:

     Бұл зертханалық жұмысты орындаған кейін сіздер төмендегілерді орындай аласыздар:

1)     Белгіленген кернеу стабилизаторының сұлбасын электронды жүктемеге қосуды.

2)     Осциллографты монолитті стабилизатор сұлбасы шығысында кернеу лүпілін анықтау үшін қолдануды.

3)     Әртүрлі жүктемелер үшін тұрақты шығыс кернеулерін өлшеуді.

4)     Әртүрлі жүктемелер үшін кернеу тұрақтылығын анықтауды.

5)     Жүктеме өзгерген кездегі кернеу тұрақтылығының өзгерісін көрсететін график тұрғызуды.

6)     Жүктеме тогы өзгерген кезде шығыс тұрақты ток қалай өзгеретінін анықтауды.

7)     Стабилизатордың шығыс кернеуінің ULIL қисық сипаттамасын тұрғызуды..

8)     Тұрақтандырғыш жүктеме ретінде қосылғандағы оның жұмыс істеу принципі. 

Қолданылатын құрылғылар:

-          PU-2000 – электорниканы үйренуге арналған компьютерленген жүйе;

-          екі арналы осциллограф.

-          сигналдар генераторы.

-       цифрлы әмбебап өлшеу құралы ӘӨҚ).

 

Кіріспе 

Интегралды сұлбаларда стабилизаторлар электронды сұлбаларда кернеуді тұрақтандыруды түзету үшін жасалып шығарылған. Бұл зертханалық жұмыста қолданылатын LM 317 монолитті кернеу стабилизаторы белгіленген және реттелген шығыс кернеулері үшін пайдаланылады. Алдынғы зертханалық жұмыста сіздер бұл тұрақтандырғышды электронды жүктемені реттегіш ретінде қолдандыңдар.

 

Жұмыстың орындалу тәртібі

 

1 Белгіленген кернеу стабилизаторы

 

ЕВ-141 платасын PU-2000стендісіне қоямыз.

«SIG IN» кірісі бар сұлбаны табыңдар. Бұл сұлба платаның жоғарғы сол жағында орналасқан.

Сигналдар генераторын «SIG IN» кірісіне жалғаңдар. Генераторда 100 Гц  жиілікті синусойдалы сигнал орнатамыз.

«реттелмейтін қорек көзі» сұлбасының кірісіне цифрлы мультиметрді қосамыз, ол Т1 трансформаторының жанында орналасқан.

Кіріс сигналының амплитудасын Uкір=28 В қондырамыз. (9.8 В әсер етуші кернеу).

С1 қосып, 3.1-суреттегі сұлбаны жинаймыз.

             3.1 сурет  -  Тұрақтанбаған көпірлік түзеткіш сұлбасы

 

«Интегралды стабилизатор» деп аталатын ЧИП тап. Бұл сұлба баспа платасының ортасында орналасқан.

3.2 - суреттегі сұлбаны жинаймыз.

 

          3.2 сурет -  LM317 кернеудің интегралды стабилизаторы

 

Тұрақтанбаған көпірлік түзеткіш шығысын LM317 кірісіне қосамыз.

Вольтметрді DC режимінде стабилизатор шығысына қосып, кестені толтырамыз.

 

 

3.1 кесте

 

Uшығ, В (тұр.)

Uлүпіл, мВ (айн.)

(шыңнан шыңға )

RL қосылмаған

 

 

RL = R16

 

 

RL = R21

 

 

 

 

Шығыстағы тұрақты кернеуді өлшеп, 1-кестеге жазыңдар.

 «step-up Switching Reg» (импульсті реттегіш), сұлбасындағы R16  -ны монолитті стабилизатор шығысына қосамыз және тұрақты кернеуді кестеге жазамыз (RL = R16 жолына).

RL = R21үшін осыны қайталаймыз.

Стабилизатор шығысына осциллографты қосып, айнымалы ток кернеуінің лүпілін өлшеп, 1-кестеге жазамыз.

Әртүрлі RL үшін қайталаңдар.

 

2 Айнымалы кернеу стабилизаторы

 

Rv3 тұйықтап тұрған өткелді алып тастаймыз.

Rv3  потенциометрін жүктемеде 9 В болатындай етіп реттейміз.

Электронды жүктемені қосып, Rv1 потенциометрін сағат бағытымен бағыттап, соңынан дейін бұраймыз (ең жоғарғы жүктеме).

Жүктемедегі тұрақты кернеуді өлшеп, нәтижесін 3.2-кестеге жазамыз.

 

3.2 кесте

ULmax, (В)

9

8

7

6

5

4

2

ULmin, (В)

 

 

 

 

 

 

 

ΔU, (В)

 

 

 

 

 

 

 

(ΔU/U)100%, (В)

 

 

 

 

 

 

 

 

 3.2 - кестеде көрсетілген ULmax барлық мәндері үшін 17…19  пунктерін қайталаңдар.   

 ΔU = ULmaxULmin  есептеп, нәтижесін 3.2 - кестеге жазыңдар.

Тұрақтану коэффициентін есептеп KСТ = (ΔU/U)100%, мәндерін   3.2 -  кестеге жазамыз. 

 Кернеудің тұрақтану коэффициентінің ULmax –ке тәуелділік графигін тұрғызыңыздар.

Сөйлемді аяқта:

ULmax көбейітсек, кернеу тұрақтылығы... (көбейеді не болмаса азаяды) .

 Rv1 потенциометрін сағат бағытына қарама-қарсы бағытқа бұрамыз.  

 Rv3 өзгерте отырып, жүктеме клеммасындағы тұрақты тоқта 5В қондырамыз. Мәнін 3.3 кестеге жазамыз.

Ескерту: электронды жүктемені тұйықтағанда 0 мА болады.

 

3.3 кесте

IL, мА

0

5

10

20

30

UL, В

5

 

 

 

 

 

Жүктеме тогын өлшеу үшін амперметрді қосып, алынған нәтижені 3-кестеге жазамыз.

 Rv1 потенциометрін сағат бойымен реттей отырып, жүктеме тогын IL =5 мА қондырамыз.

UL өлшеп, нәтижесін 3.3 - кестеге жазамыз.

Ток мәні  30 мА жеткенше қайталаймыз.

Rv1 потенциометрін сағат бағытымен толығымен бұрып, UL және IL өлшейміз. U мәндерін 3.3 - кестеге жазамыз.

UL = f(IL) графигін тұрғызыңдар.

30 мА ток үшін тұрақтану ... (жақсы, нашар).

Электронды жүктемені тұйықтап, нәтижені бақылаңдар. R9  -ге вольтметрді қосып, кернеудің түсуін өлшеңдер: UR9 ………….(5В немесе 1.25В).

 Rv3 потенциометрін өшіреміз. Uшығ. ……….(5В немесе 1.25В).

Алынған нәтиже, электронды жүктеме қалай жұмыс істейтінін көрсетеді: ол тұрақты кернеу түсуін 1.25В қолданады және кедергіні өзгерте отырып, тұрақты кернеуде токтың өзгеруіне әкеледі.

 

4  Зертханалық жұмы. Кернеудің кілттік тұрақтандырғыш

 

Жұмыстың мақсаты:

Бұл зертханалық жұмысты орындағанда сіздер сіздер төмендегілерді орындайсыздар:

1)     Кілттік стабилизатор сұлбасында кернеу формасын алу үшін осциллографты қолдану.

2)      (fпер…?) жұмыс циклын өлшеу.

3)     Кілттік стабилизатор кернеуі лүпіліне f әсерін өлшеу.

4)                Төмендегіш типті кілттік стабилизатордың жүктемелік сипаттамасын анықтау.  

5)     Жоғарылағыш типті стабилизаторда базалық сұлбаны түрлендіру.

6)     Жоғарылағыш типті кілттік стабилизаторда кернеу формасын алу.

7)      Жоғарылағыш  типті стабилизатор лүпіліне f әсерін тексеру. 

8)      f өлшеген кезде Uшығ . өзегеме соны анықтау.

9)                Жоғарылағыш типті стабилизатордың шығыс жүктемелік сипаттамасын бейнелеу.  

 Қолданылатын құрылғылар:

-       PU-2000 стендісі;

-       EB-141 баспа платасы;

-         екі арналы осциллограф;

-       сигналдар генераторы;

-       цифрлы әмбебап өлшеу құралы (вольтметр, амперметр).

 

Кіріспе 

Базалық сұлбаның тұрақтанған шығыс кернеуі кіріс кернеуге қарағанда аз, КПД және тиімділігі төмен. Кілттік стабилизаторлар жақсы тұрақтылықты қамтамасыз етеді, үлкен КПД және жоғарғы кернеу. Бұл зертханалық жұмыста сіздер жоғарылатқыш(ПВ)  және төмендеткіш (ПН)  типті кернеу стабилизаторларының жұмыс істеу принциптерін тексересіздер.

        

Жұмыстың орындалу тәртібі

 

1 Төмендеткіш типті стабилизатор

Сигналдар генераторын үшбұрышты импульстар режиміне 30кГц және 10В (шыңнан шыңға дейін) және 5 В тұрақты құраушы қондырамыз. (4.1 суретті қара).

Баспа платасын орнатамыз.

А1 күшейткіші бар сұлбаны табамыз. Бұл сұлба платаның жоғарғы оң жағында орналасқан.

VT 5 қосылған төмендеткіш типті  реттегіш сұлбасын табыңыз, ол баспа платасының А1 күшейткішінің астында орналасқан.

4.2 суретте кескінделген сұлбаны жинаймыз.

А нүктесінде 5В алу үшін RV4 бұраймыз. PS-1 қорек көзін максимум U=12В дейін бағыттаймыз.

Генераторды А1 –дің терістегіш кірісіне қосамыз, ол 4.2 суретте көрсетілген ( В нүктесі).

 

 

                       4.1 сурет - Төмендеткіш типті кілттік стабилизатор

 

А нүктесінен Е нүктесіне дейінгі U формасын салыңдар.

Ескерту: UЕ (PS-1)/2 тең болмаса, онда сигнал жиілігін ақырын өзгертіңдер, әрқашанда f ұтымды жиілік бар болады ((PS-1)/2 алу үшін генератор f қаттырақ бұрамыз).

 Кернеу қуыстылығын өлшеңдер UҚ.

           Қуыстылық   ∆ ton/T.

 Uкір және Uшығ кернеулерін өлшеу үшін вольтметрді қосамыз.

 Кернеу мен қуыстылық қарым – қатынасын салыстырыңдар.  

 UD …… (L2, D8) әсерінен 0.7В жетеді. Түсіндіріңдер.

Электронды жүктемені төмендеткіш типті стабилизатор шығысына қосамыз. Rv1 сағат бағытына қарама-қарсы бұрамыз.

 Осциллографты жүктеме шығысына қосып, кернеу лүпілін өлшейміз.

 Келесі жиіліктер үшін шыңнан шыңға дейінгі кернеу лүпілін өлшейміз:

 

    4.1 кесте

f , (Гц)

100

10К

Uлүпіл, (п-п)

 

 

 

 

Фразаны аяқтаймыз: төменгі жиіліктер үшін лүпіл .......(көп, аз)жоғарғы жиілікке қарағанда.  

Қайтадан f=30кГц жиілігін қондырамыз (немесе Uшығ=(PS-1)/2 беретін тиімді жиілікті).

RV4 өзгерте отырып UС және Uшығ  бақылаймыз.

Фразаны аяқтаймыз:      

RV4 потеннциометрімен U+ (А1 кірісдегі тіркектік кернеу Uref ) азайтқанда, UС  нүктесінде тіп-тіктік ... (көбейеді, азаяды) және Uшығ   ... (көбейеді, азаяды) . 

RV4 потенциометрін U+=5В алу үшін қайтадан бұраймыз.

Электронды жүктемені өшіріп, шығысқа вольтметрді қосамыз.

4.2-кестеде көрсетілгендей, үшбұрышты сигналдар жиілігін 50Гц- тен

100кГц дейін өзгертеміз. Әрбір жиілік үшін тұрақты кернеуді өлшеп, нәтижесін 4.2-кестеге жазамыз.

  

4.2 кесте

f, Гц

50

100

200

500

10К

20К

50К

100К

Uшығ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uшығ = f(F) графигін тұрғызыңдар. Полиграфиялық координаттар жүйесін пайдалану керек.

Uшығ=(PS-1)/2  болған кезде, сигналдар генероторын жиілікпен реттейміз (ұмытпаңдар, бұл толтыру коэффициентінің 50% сәйкес келеді).

Осциллографты қосып, жүктемедегі кернеуді өлшеңдер, нәтижесін 4.3-кестеге толтырыңдар.  

Электронды жүктемені қосып, токты амперметрмен өлшейміз.

 

4.3 кесте

IL, мА

0

2.5

5

10

15

20

25

30

UL, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RV1 потенциометрін сағат бағытымен бұрып, токтың әртүрлі мәндерінде жүктемедегі кернеуді жазамыз.

UL = f(IL) графигін тұрғызамыз.

Сұлбадағы байланыстарға түсініктеме беріңдер.

 

2     Кернеудің төмендеткіш типті кері байланысты кілттік стабилизаторы

 

3.2-суреттегі сұлбаны қосыңдар.  Бұл сұлбада А1 және А2 күшейткіштер, Q1 транзисторы және электронды жүктемесі бар «төмендеткіш типті кілттік стабилизатор» («STEP-DOWN SWITCHING REGULATOR») бар. Сигналдар генераторын және тіректік кернеуді 1, 7 және 8 пунктердегідей RV4 көмегімен қондырамыз.

 

        4.2 сурет - Кернеудің төмендеткіш типті кері байланысты кілттік стабилизаторы

 

Электронды жүктемені ең аз токқа қойып, оны Uшығ –қа қосамыз.  (8 суретке қара).

Электронды жүктеменің RV1 потенциометрін өзгертіп, екі жердегі кернеу өзгерісін бақылаймыз: UҚ (осциллографты қолданып) және  Uшығ (мультиметрді қолданып).

Uшығ = ……….(6В тұрақты, өзгерді).

Қуыстылық UҚ ………( тұрақты, өзгерді).

Тұрақтанудың кері байланысы түзетілді ме?

 

3     Кернеудің жоғарылатқыш типті кілттік стабилизаторы 

 

 А1 күшейткіші бар сұлбаны табыңдар. Бұл сұлба баспа платасының жоғарғы оң бұрышында орналасқан.

 «Жоғарылатқыш типті кілттік стабилизатор» («STEP-UP SWITCHING REGULATOR») сұлбасын табыңдар. Бұл сұлба төмендеткіш типті кілттік стабилизатордың астында орналасқан.

     4.3 сурет – Кернеудің жоғарылатқыш типті кілттік стабилизаторы 

 

RV4 потенциометрінің көмегімен А нүктесінде кернеуді 5В дейін қондырамыз.

 

5  Зертханалық жұмыс. Кернеудің гибридті  стабилизаторы

 

 Жұмыстың мақсаты:

Бұл зертханалық жұмысты орындағанда сіздер төмендегілерді орындайсыздар:

1) Кілттік және сызықтық стабилизаторлардан тұратын кернеудің гибритті стабилизаторын қосуды.  

2)  Алынған мәліметтер бойынша  VL - I L сызығының шығыс сипаттамаларын салуды.

3)  Гибритті  стабилизатор кернеуінің лүпілін өлшеуді.

4) Сызықты кілттік және гибритті стабилизаторлардың лүпілі мен шығыс сипаттамаларын салыстыруды.  

Қолданылатын құрылғылар тізімі:

-          орталықпен компьютерленген PU-2000 стендісі;

-          негізгі стенді;

-          ЕВ-141 баспа платасы;

-          2 – арналы осциллограф;

-          сигналдар генераторы;

- мультиметр (DMM).

 

                                                        Кіріспе

  Тізбектегі әртүрлі стабилизаторлар күшейткіштердің шығыс сипаттамаларын түзейді.  Бұл тәжірибеде сендер, тізбек стабилизаторларын гибридті стабилизаторалу үшін және шығыс сипаттама түзелетінін анықтау үшін жинайсыңдар. 

 

Жұмыстың орындалу тәртібі

 

   Ескерту: егерде сендер зертханалық жұмысты алғашқы болып бастасаңыздар, тәжірибе индикаторын “32”  қондырыңдар.

Сигналдар генераторын  5.1-суретте көрсетілгендей шығыс амплитудасын 10В және ара-қашықтығын 5В деп алып, үшбұрышты тербеліске орнатамыз.

 

    5.1 сурет -  Кіріс үшбұрышты тербеліс

 

 

 

Тәжірибе индикаторын “33”-ке жоғарылатамыз.

ЕВ-141 платасын PU-2000  платасына қоямыз.

А1 күшейткіші бар сұлбаны табамыз. Ол платаның жоғарғы оң жақ бұрышында орналасқан. 

Q4 бар “Сатылы стабилизатор ” сұлбаны табыңдар.  

Монолитті стабилизаторы бар сұлбаны  табыңдар.

Электронды жүктеме сұлбасын табыңдар.

5.2-сурет бойынша сұлбаларды жалғаңдар.

Тәжірибе индикаторын “34” жоғарылатамыз.

А1 кіріс кедергісін 5В және  PS1-1 күшейткішінде +12В қондырында.  

Сигналдар генераторын 4 зертханалық жұмыста тапқан тиімділік жиілікке орнатамыз. Бұны тексерудің ең тиімді тәсілі монолитті  стабилизатордың кірісін  сатылы сттабилизатордан бөлу және сатылы стабилизатор шығысында 24В өлшеу.

Монолитті стабилизаторды қайтадан сатылы стабилизаторға жалғаңдар. 

RV1 потенциометрін сағат бағытына қарама-қарсы ең аз мәніне бұрыңдар RV3 потенциомтрін өзгерте отырып, жүктемелік терминалда 5В алу керек.

 Осциллографты жүктемеге қосып, кернеуді өлшеңдер.

 

 

 

 

    5.2 сурет – Гибритті кернеу тұрақтандырғышы

 

       5.2 кесте – Жүктемелік кернеу мен токты өлшеу

I L, мA

 0

2.5

 5

10

 20

 30

VL, B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ампермтрді қолданып жүктемедегі токты өлшеңдер. RV1 өзгерте отырып, токты жүктеме арқылы 5.1-кестеге сәйкес қондырыңдар. 

 Жүктеме арқылы әрбір ток үшін кернеуді өлшеңдер және кестеге жазыңдар.

VL(I L) графигін тұрғызыңдар.   (5.3 суретті қара).

 

                      5.3 сурет – Жүктемелік сипаттама

 

 

Ең кіші I L және ең жоғарғы I L үшін Vлүпіл кернеу лүпілін салыстырыңдар.   (RV1  -дің екі нүктесінде).

Ең кіші I L Vлүпіл= ………

Ең жоғарғы I L Vлүпіл= ………

Тәжірибе индикаторын “35”  жоғарылатамыз .

Электронды жүктемені ажыратыңдар.

 Жүктемедегі кернеуді өлшеу үшін вольтметрді қосамыз.

Үшбұрышты тербеліс жиілігін өзгертеміз.  DC жүктемесінің кернеуіне әсер бар ма?  4 зертханалық жұмыстағы нәтижемен салыстырыңдар.

 Барлық байланыстарды ажыратып, тәжірибе индикаторын “36” жоғарылатамыз.

 

 Әдебиеттер тізімі 

1. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование / В. Г. Костиков, Е. М. Парфенов, В. А. Шаханов: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1998. - 364 с. : ил.

2. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А. А. Бокуняев, В. М. Бушуев, А. С. Жерненко и др.: Под ред. Ю.Д. Козляева - М.: Радио и связь, 1998. - 328 с. : ил.

3. Бокуняев А. А., Горбачев Б. В., Китаев В. Е. и др. Электропитание устройств связи. – М.: Радио и связь, 1988. - 329 с.: ил.

4. Хиленко В. И., Хиленко А. В. Электропитание устройств связи: Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1995. - 224 с.: ил.

5. Воробев А. Ю. Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. – М.:Эко-Трендз, 2002. – 280 с.: ил.

 

Мазмұны

Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар                    3

1 Зертханалық жұмыс. Бірфазалы түзеткіштерді зерттеу                                   4

2 Зертханалық жұмыс. Транзисторлы стабилизатор                                           10

3 Зертханалық жұмыс. Кернеудің интегралды стабилизаторы                          15

4 Зертханалық жұмыс. Кернеудің кілттік стабилизаторы                                  19

5 Зертханалық жұмыс. Кернеудің гибритті стабилизаторы                                23

Әдебиеттер тізім                                                                                              28