ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Барсова Т.Г., Журавлёва И.Л., Филинов В.В., Шатерников В.Е.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

И ЭЛЕКТРОНИКЕ

Москва-2007

Практикум содержит описание лабораторных работ по электротехнике и электронике, а также образцы лабораторных бланков…

Московский университет приборостроения и информатики, 2007

Оглавление

Лабораторная работа № 2б. Исследование усилителя низкой частоты с резистивно-емкостной связью...................................................
Лабораторная работа № 4 Исследование операционного усилителя.............................................................................................................
Лабораторная работа № 6а. Исследование источников питания электронных устройств..........................................................................
Лабораторная работа № 10. исследование импульсных устройств на операционных усилителях...............................................................
Лабораторная работа № 11. Исследование логических элементов и импульсных схем................................................................................

Лабораторная работа № 2б. Исследование усилителя низкой частоты с резистивно-емкостной связью

Цель работы: ознакомление с принципом работы и основными характеристиками многокаскадных усилителей с резиствно-емкостной связью.

Краткие теоретические сведения

Усилители широко применяются в науке и технике. Простейшим усилителем является усилительный каскад, содержащий усилительный… На рис. 1, приведён наиболее распространенный усилительный каскад с общим эмиттером (ОЭ) на основе биполярного…

Описание лабораторного стенда

- сверху – на биполярных транзисторах VТ1 и VТ2 (схема соответствует рис. 2); - снизу – на микросхемах М1 и М2 (cм. рис. 3); Переключатели, тумблеры и ручки потенциометров обеих схем локализованы около соответствующих усилителей.

Порядок выполнения работы

2. Собрать схему исследования усилителя на транзисторах (рис. 6): входные гнёзда усилителя (Гн1, Гн2 – ┴) соединить с выходом генератора… 3. Включить питание (тумблер «сеть») стенда, генератора и вольтметра. 4. Установить потенциометром Ек напряжение питания +20 В.

Порядок оформления

По данным таблицы 2 рассчитать коэффициент усиления первого каскада k1, второго каскада k2 и их произведение k = k1•k2 и сравнить с измеренным… По данным таблицы 3 на рис. 4 бланка построить 2 амплитудные характеристики… На рис. 2 бланка зарисовать осциллограммы выходного сигнала усилителя в линейном и нелинейном режимах работы.

Литература

1. Герасимов В.Г. и др. Основы промышленной электроники М.: - Высшая школа, 1986 г..

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: -Высшая школа, 1982 г..

Контрольные вопросы

1. Какие элементы образуют усилительный каскад?

2. С какой целью применяются многокаскадные усилители?

3. Что такое коэффициент усиления?

4. Что такое амплитудная характеристика усилителя?

5. Что такое амплитудно-частотная характеристика?

6. Чему равен коэффициент усиления многокаскадного усилителя?

7. Как влияет ёмкость разделительного конденсатора на амплитудно-частотную характеристику?

8. Как влияет ёмкость конденсатора в цепи эмиттера на коэффициент усиления.

9. Что такое линейный и нелинейный режимы работы усилителя?

10. Что такое частотные и нелинейные искажения?

Студент	Группа	Выполнено
Курс			Сдано

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ ниЗкой частоты с RC–связью

Принципиальная схема

ОПЫТ 1
Получение зависимость К=F(f)

Таблица 1

при = 1 мВ
f, Гц		2•10²	1•10³	2•10³	5•10³	1•10⁴	2•10⁴	5•10⁴	1•10⁵	2•10⁵
	С_р4 = 20 мкФ
	С_р3 = 0,01мкФ

ОПЫТ 2 Измерение выходного напряжения первого (Гн3, Гн4) и второго (Гн5, Гн6) каскадов

Таблица 2

f=5кГц	U_вх1, мВ	U_вых1, (Т1), мВ	U_вых2, (Т2) мВ	Рассчитать

Таблица 3

f=5кГц	U_вх1, мВ
U_вых, В (х.х)
U_вых, В (R_н)

Осциллограммы

Рис. 2

Амплитудно-частотная характеристика (по данным Таблицы 1)

Амплитудная характеристика (по данным Таблицы 3)

Рис. 4

Выводы по работе:

Лабораторная работа № 4

Исследование операционного усилителя

Цель работы: ознакомление с характеристиками операционного усилителя и применение его в качестве масштабного усилителя, избирательного усилителя и генератора.

Краткие теоретические сведения

В настоящее время ОУ являются основой аналоговой техники и используются для преобразования электрических сигналов в широком диапазоне частот: от 0… Современные ОУ выполняются в виде полупроводниковых интегральных микросхем.… ОУ имеет два входа – инвертирующий и неинвертирующий и один выход.

Краткое описание применяемого оборудования

Исследуемая схема включает в себя операционный усилитель (ОУ) типа К284УД1, двойной Т-образный мост, выполненный на элементах R и С, а также… В3 В лабораторной работе используются следующие… Структурная схема установки представлена на рис. 7.

Методика проведения лабораторной работы

2. Исследовать работу ОУ в режиме инвертирующего масштабного усилителя. 2.1. Отключить от ОУ двойной Т-образный мост, поставив переключатели В1 и В2 в… Соединить выход «1» генератора Г3-109 через аттенюатор 40 дБ и нагрузку 50 Ом со входом исследуемого усилителя (гнёзда…

Литература

1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. –М., Высшая школа, 1982, стр. 150, 156...157, 166...169.

2. Основы промышленной электроники. /Под ред. В.Г.Герасимова. –М., Высшая школа, 1986.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные свойства ОУ, укажите различие между инвертирующим и неинвертирующим входами.

2. Укажите характер и назначение каждой из цепей обратной связи.

3. Почему колебания в рассматриваемом автогенераторе синусоидальны?

Студент	Группа	Выполнено
Курс			Сдано

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

В₃

Исследование операционного усилителя

Принципиальная схема

Рис. 1

ОПЫТ 1

Исследование масштабного усилителя

Uвх=10 мВ Таблица 2 f, Гц 2*102 … Т-образный мост: fрез 1=__________ Избирательный усилитель fрез 2=__________ …

ОПЫТ 2

Исследование избирательного усилителя

ОПЫТ 3 Исследование генератора

Осциллограммы выходного напряжения синусоидальные автоколебания искажённая форма… Рис. 2

Лабораторная работа № 6а. Исследование источников питания электронных устройств

Цель работы: изучение принципа работы и основных характеристик неуправляемых одно- и двухполупериодных выпрямителей.

Краткие теоретические сведения

На рис. 1 представлена функциональная схема однофазного источника питания. Основой его является выпрямитель В, выполненный на одном или нескольких… Работа выпрямителя характеризуется:

Описание лабораторного стенда

- плату БВ1 – однополупериодный выпрямитель; - плату БВ2 – двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки вторичной… - плату БВ3 - мостовой выпрямитель.

Порядок выполнения работы

2. Подготовить стенд к работе. Установить плату БВ1 в разъём блока выпрямителей и плату ВФ1 в разъем блока фильтров, к гнёздам «3» и «4» подключить… 3. Исследование выпрямителей без фильтра. a) схема однополупериодного выпрямления исследуется на плате выпрямителя БВ1. Включить питание стенда и осциллограф,…

Литература

1. Герасимов В.Г. и др. «Основы промышленной электроники», М.; «Высшая школа», 1986.

2. Забродин Ю.С. «Промышленная электроника» М.; «Высшая школа», 1982.

Контрольные вопросы

1. Назначение выпрямителей. Какими параметрами характеризуются выпрямители?

2. Какие достоинства и недостатки схем выпрямителей: однополупериодного? Двухполупериодного со средней точкой? Мостового?

3. Назначение фильтров. За счёт каких свойств С и L осуществляется сглаживание пульсаций напряжения фильтрами?

4. Внешние характеристики выпрямителей. Почему уменьшается напряжение выпрямителя при увеличении тока потребителя?

5. Выпрямители с какими фильтрами имеют наименьшие пульсации? Почему?

Студент	Группа	Выполнено
Курс			Сдано

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ источников питания электронных устройств

Рис. 1. Схема исследуемых блоков выпрямителей (БВ) Однополупериодный выпрямиетль (БВ1)

ОПЫТ 1

Снятие внешней характеристики двухполупериодного мостового выпрямителя

Рис. 2

ОПЫТ 2

Исследование формы выходного напряжения разных выпрямителей

а) БВ1 Ud=____ В б) БВ2 Ud=____ В в) БВ3 Ud=____ В

ОПЫТ 3

Исследование формы выходного напряжения разных фильтров

___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10. ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ

Цель лабораторной работы № 10.

Целью работы является изучение принципа работы и основных характеристик импульсных устройств на операционных усилителях (ОУ).

Теоретические основы лабораторной работы № 10.

При работе ОУ в импульсном режиме уровни его входных сигналов превышают значения, соответствующие линейной области амплитудной характеристики,… Идеальный операционный усилитель имеет основные свойства: входные токи… Рассмотрим наиболее распространенные импульсные устройства, реализующиеся на основе ОУ.

Краткое описание применяемого оборудования.

Изложение методики проведения лабораторной работы № 10.

2. Исследовать компаратор, для чего установить сменную панель № 1.1. Поставить в функциональной зоне 10 переключатель в положение «К». Примечание. Здесь и далее номера переключателей, функциональных зон,… 3. Установить переключатель 3 в положение «вх.2», а переключатели 8 и 9 – в положение «». Включить стенд тумблером…

Указания к оформлению отчета.

Отчет должен содержать временные диаграммы входных и выходных напряжений, а также передаточные характеристики исследуемых в лабораторной работе устройств.

Вопросы для самопроверки.

Укажите различие между инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя. Какое устройство называется компаратором и каковы его свойства? Какое устройство называется инвертирующим сумматором и каковы его свойства?

Лабораторная работа № 11. Исследование логических элементов и импульсных схем

Цель работы: исследование логических элементов, триггеров и счетчиков импульсов, выполненных на основе 155-серии цифровых интегральных микросхем.

Краткие теоретические сведения

Основой цифровых микросхем является логический элемент, предназначенный для преобразования входных сигналов в выходные по определенному закону,… Основными логическими функциями являются: Y=–… На рис. 1, 2 и 3 приведены обозначения логических элементов, выполняющих соответствующие функции «НЕ», «ИЛИ» и «И». …

Логические элементы 155-серии

Схема питается напряжением Еп = 5 В. Содержит многоэмиттерный транзистор VТ1, транзистор VТ2, резисторы R1 и R2, обеспечивающие ключевой… На базе элементов И-НЕ, путем различных способов их подключения между собой,…

Триггеры

По функциональному признаку различают: R-S; D; J-K - триггеры. По способу управления триггеры подразделяют на асинхронные и тактируемые. В… Асинхронные R-S - триггеры являются наиболее простыми, однако получившими… На рис. 6а приведена структурная схема асинхронного R-S - триггера на логических элементах И-НЕ. Схема имеет…

Счетчики импульсов

Наиболее простым счетчиком является двоичный счетчик, осуществляющий счет поступающих импульсов в двоичной системе счисления. Такой счетчик (рис.…

Краткое описание применяемого стенда

В левой части лабораторного стенда размещены источники входных напряжений и импульсов: потенциометр плавно изменяющегося входного сигнала Uвх с… В правой части стенда размещены: счетчик импульсов, служащий для подсчета… В верхней центральной части стенда размещены вольтметры входного Uвх и выходного Uвых напряжений исследуемых схем,…

Изложение методики выполнения лабораторной работы

2. Установить потенциометр «Uвх» и переключатели «логика», «триггеры» и «счетчики» в крайнее левое положение. Включить тумблер «СЕТЬ». 3. Исследовать логический элемент И-НЕ. 3.1. Установить плату 1 в разъем передней панели стенда и укрепить ее двумя винтами (должна гореть лампочка индикации…

Порядок оформления отчета

По данным таблицы 1 построить передаточную характеристику элемента «И-НЕ» рис. 1 в отчете.

По формуле определить максимальное число импульсов, считаемое четырехразрядным двоичным счетчиком.

Контрольные вопросы

- на примере ТТЛ логики объяснить принцип работы элемента И-НЕ;

- что такое асинхронный R-S триггер и его схема на элементах И-НЕ ;

- чем отличаются по принципу функционирования R-S триггер, D-тригггер и Т-триггер;

- в чем проявляется многофункциональность J-K триггерра;

- для чего применяется двоичный счетчик? Его таблица истинности;

- назначение двоично-десятичного счетчика, его таблица истинности;

- что такое разряд счетчика.

Список рекомендуемой литературы.

Герасимов В.Г. и др. Основы промышленной электроники. –М.: Высшая школа, 2000г.

Забродин Ю.С. Промышленная электроника. –М.: Высшая школа, 1982.

Студент	Группа	Выполнено
Курс			Сдано

Лабораторная работа №11

Исследование логических элементов и импульсных схем

№ имп Q1 Q2 Q3 Q4 …