Підсилюючі пристрої icon

Підсилюючі пристрої




НазваПідсилюючі пристрої
Сторінка1/3
Дата02.06.2012
Розмір0.79 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3


міністерство освіти і науки україни





ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до лабораторних робіт з промислової електроніки і мікросхемотехніки

ПІДСИЛЮЮЧІ ПРИСТРОЇ

(для студентів, які навчаються за напрямками "Електромеханіка" та "Електротехніка")









^

Харків – 2006



Методичні вказівки до лабораторних робіт з промислової електроніки і мікросхемотехніки. Підсилюючі пристрої (для студентів, які навчаються за напрямками „Електромеханіка” та „Електротехніка”) /Уклад. А.Г. Сосков, Ю.П. Колонтаєвський, О.Ф. Білоусов, Я.Б. Форкун, Н.О. Рак. – Харків, ХНАМГ, 2006. – 60 с.


Укладачі: професор, д.т.н. А.Г. Сосков,

доц., к.т.н. Ю.П. Колонтаєвський,

доц., к.т.н. О.Ф. Білоусов,

доц., к.т.н. Я.Б. Форкун,

Н.О. Рак.


Рецензент: професор, д.т.н. В.Б. Фінкельштейн


Рекомендовано кафедрою електротехніки,

протокол № 3 від 19.10.06 р.


Техніка безпеки

при виконанні лабораторних робіт

До виконання лабораторних робіт студенти допускаються після інструктажу з техніки електричної та протипожежної безпеки у лабораторії промислової електроніки, про що обов’язково робиться відповідний запис до журналу реєстрації інструктажів з питань охорони праці.

напруги на доступних для дотику виводах лабораторного устаткування не перевищують допустимих значень у 42 В для змінного струму та 110 В для постійного. Незважаючи на це, оскільки живлення устаткування та вимірювальних приладів здійснюється від мережі 220 В напруги змінного струму, при виконанні робіт не слід доторкатися одночасно до двох одиниць устаткування або приладів, а також до труб центрального опалення та використовувати у якості указок струмопровідні предмети (у т. ч. олівці з графітовим стрижнем).

Забороняється розміщувати на робочих місцях одяг та інші особисті речі, що не використовуються для роботи.

Забороняється без дозволу викладача переміщуватись на інші робочі місця, покидати робочі місця та межі лабораторії.

При виявленні несправності устаткування та вимірювальних приладів або відхилень у їхній роботі, їх необхідно знеструмити і пові-домити про це викладачеві.

У разі виникнення нещасного випадку необхідно вимкнути живлення лабораторії, надати потерпілому першу допомогу, негайно сповістити викладача.

У разі виникнення загоряння у лабораторії необхідно вимкнути живлення лабораторії та загасити полум’я вогнегасником, негайно сповістити викладача.

Після закінчення виконання робіт необхідно вимкнути живлення устаткування та вимірювальних приладів, навести лад на робочому місці, сповістити викладача.


ВСТУП

Дані методичні вказівки до лабораторних робіт складені на основі робочих програм з дисциплін „Промислова електроніка” та „Електроніка і мікросхемотехніка” і призначені для студентів, які навчаються за напрямками „Електромеханіка” та „Електротехніка”.

Метою виконання лабораторних робіт є формування у студентів знань і практичних навиків дослідження напівпровідникових електронних приладів і типових каскадів підсилювачів напруги змінного та постійного струмів.

У результаті виконання даних робіт студенти повинні засвоїти принципи дії транзисторів різного типу та типових електронних підсилювачів, що застосовуються у пристроях автоматики й обчислювальної техніки, промислової електроніки.

Методика проведення лабораторних робіт пов’язана з наявністю необхідного устаткування і організацією робочих місць у лабораторії промислової електроніки кафедри електротехніки, кількістю навчальних груп, які одночасно приступають до виконання лабораторних робіт.

Студенти повинні заздалегідь готуватися до занять у лабораторії, вивчаючи відповідні розділи теоретичного курсу за лекційними записами і навчальною літературою та знайомлячись зі змістом лабораторної роботи за даними методичними вказівками. Також заздалегідь необхідно заготовити таблиці для фіксації результатів експериментів і кальку або інший подібний прозорий матеріал для зняття осцилограм.

Перед виконанням лабораторної роботи студенти знайомляться на робочому місці з приладами та устаткуванням. Експериментальна частина виконується самостійно відповідно до методичних вказівок під керівництвом і за контролем викладача з дотриманням правил техніки безпеки.

Результати вимірів і осцилограми студенти обробляють у лабораторії, аналізуючи результати кожного досліду.

За результатами виконання лабораторної роботи складається звіт (форму наведено у Додатку А). Звіт повинен бути складений чітко й акуратно. Особливу увагу варто приділяти формулюванню висновків за виконаною роботою, у яких необхідно зіставити результати експериментальних досліджень з відомими з теоретичного курсу закономірностями.

^ Схеми електричні принципові виконуються згідно з вимогами державних стандартів і з застосуванням креслярського знаряддя. У схемах, формулах і таблицях необхідно використовувати стандартні умовні позначення.

Для здачі лабораторної роботи студент повинен представити повністю оформлений звіт, уміти пояснити будь-який з проведених дослідів і відповісти на контрольні запитання викладача.

^ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК БІПОЛЯРНИХ І ПОЛЬОВИХ ТРАНЗИСТОРІВ та ОДИНОЧНИХ підсилюючих КАСКАДІВ

1. МЕТА РОБОТИ

1) Дослідження статичних характеристик біполярного транзистора n-р-n типу.

2) Дослідження статичних характеристик польового транзистора з керуючим р-n переходом з каналом n-типу.

3) Дослідження властивостей одиночних підсилюючих каскадів зі спільним емітером (з СЕ) та зі спільним витоком (з СВ) і зі спільним колектором (з СК) та зі спільним стоком (з СС).

2. УСТАТКУВАННЯ

1) Стенд лабораторний № 1, 3.

2) Вольтметр цифровий В7-27.

3) Мультиметр ВР11.

4) Осцилограф С1-93 (С1-83).

^ 3. ЗМІСТ РОБОТИ

1) Зняти і побудувати статичні вхідні і вихідні вольт-амперні характеристики (ВАХ) біполярного і польового транзисторів.

2) Дослідити роботу одиночних підсилюючих каскадів за різних значень напруги вхідного сигналу і опору навантаження.

^ 4. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1. Ознайомитись з робочим місцем, устаткуванням і приладами.

4.2. Ввімкнути вимірювальні прилади та живлення стенда лабораторного. Тумблер у середній частині лицьової панелі стенда (між мнемосхемами) встановити у ліве положення.

4.3. Зняття статичних вольт-амперних характеристик (ВАХ)

біполярного транзистора n-р-n типу

4.3.1. Зняття статичних ВАХ біполярного і польового транзисторів проводити за допомогою схеми, що наведена на рис. 1.1 (верхня мнемосхема на лівій половині лицьової панелі стенда лабораторного). Міліамперметр РА1, вольтметр РV1 і мікроамперметр РА2 встановлені на лицьовій панелі стенда. Елементи комутації і регулювання вмонтовані в мнемосхему.




Рис. 1.1 – Схема для зняття ВАХ біполярного і польового транзисторів
Для зняття ВАХ біполярного транзистора у схемі з СЕ перемикач встановити у ненатиснуте положення (світиться сигнальна лампа поруч із транзистором VT1, що підмикається до джерела живлення, вимірювальних приладів і елементів регулювання). До клем Х і „” підімкнути мультиметр (або цифровий вольтметр), межу вимірювання якого встановити орієнтовно 2 В і задати режим вимірювання напруги постійного струму.

Зібрану у такий спосіб схему досліду наведено на рис. 1.2.


4.3.2. Зняти сімейство вхідних ВАХ IБ = f(UБЕ) при значеннях UКЕ рівних 0; 5 і 10 В.




Рис. 1.2 – Схема досліду зняття ВАХ біполярного транзистора n-p-n типу
Фіксовані значення UКЕ задавати обертанням ручки резистора R3 за годинниковою стрілкою, починаючи з крайнього лівого положення, і контролюючи за вольтметром РV1.

Обертаючи ручку резистора R2 за годинниковою стрілкою з крайнього лівого положення, задавати необхідні значення IБ за мікроамперметром РА2 і фіксувати відповідні значення UБЕ за вольтметром РV2.

Результати вимірів занести у табл. 1.1.

Таблиця 1.1 - Результати вимірів вхідних ВАХ біполярного транзистора

IБ, мкА

0

5

10

20

30

40

50

60

UКЕ, В

UБЕ, В

























0

























5

























10

Примітка. У табл. 1.1 позиції, що відповідають значенням ІБ, що не можуть бути

встановлені за допомогою резистора R2,не заповнювати.

4.3.3. Зняти сімейство вихідних ВАХ IК = f(UКЕ) при фіксованих значеннях струму IБ рівних 0; 10; 30; 50 і 60 мкА, що задаються резистором R2 за мікроамперметром РА2.

Для кожного фіксованого значення IБ, обертаючи ручку резистора R3 за годинниковою стрілкою з крайнього лівого положення, задавати необхідні значення UКЕ за вольтметром РV1 й фіксувати за міліамперметром РА1 відповідні значення струму колектора IК. Результати вимірів занести у табл. 1.2.

Таблиця 1.2 - Результати вимірів вихідних ВАХ біполярного транзистора


UКЕ, В

0

0,25

0,5

1,0

2,0

5,0

10,0

IБ, мкА

IК, мА






















0






















10






















30






















50






















60
4.4. Зняття статичних вольт-амперних характеристик (ВАХ)

польового транзистора з керуючим р-n переходом

4.4.1. Для одержання схеми досліду зняття статичних ВАХ польового транзистора з СВ, наведеної на рис. 1.3, перемикач встановити у натиснуте положення (світиться сигнальна лампа поруч з транзистором VТ2).




Рис. 1.3 – Схема досліду зняття ВАХ польового транзистора з керуючим р-n переходом
Зверніть увагу на те, що полярність напруги UЗВ негативна (необхідно відповідно підімкнути мультиметр РV2).

4.4.2. Зняти сімейство стік-затворних ВАХ IС = f(UЗВ) при фіксованих значеннях напруги UСВ рівних 1; 5 і 10 В, що задаються резистором R3 за вольтметром РV1.

Для кожного фіксованого значення UСВ, обертанням ручки резистора R2 за годинниковою стрілкою з крайнього лівого положення, задавати необхідні значення UЗВ за вольтметром РV2 і фіксувати за міліамперметром РА1 відповідні значення струму стоку IС.

Результати вимірів занести у табл. 1.3.

Таблиця 1.3 - Результати вимірів стік-затворних ВАХ польового транзистора

UЗВ,B

0

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

-1,0

-1,2

-1,4

-1,8

U, B

IС, мА




























1




























5




























10

4.4.3. Зняти сімейство вихідних (стокових) характеристик IС = f(UЗВ) при фіксованих значеннях напруг на затворі UЗВ, що задаються резистором R2 за цифровим вольтметром РV2.

Для кожного фіксованого значення UЗВ, обертаючи ручку резистора R3 за годинниковою стрілкою з крайнього лівого положення, задавати необхідні значення UС за вольтметром РV1 і фіксувати за міліамперметром РА1 відповідні значення струму IС.

Результати вимірів занести у табл. 1.4.

Таблиця 1.4 - Результати вимірів вихідних ВАХ польового транзистора

UСВ , B

0

0,25

0,5

1,0

2,0

5,0

10,0

UЗВ , B

IС,, мА






















0






















-0,25






















-0,5






















-0,75






















-1,0






















-1,25


4.5. Дослідження властивостей одиночних підсилюючих

каскадів з СЕ (СВ) і з СК (СС)

4.5.1. Дослідження властивостей одиночних підсилюючих каскадів на біполярному і польовому транзисторах виконувати за допомогою схеми, наведеної на рис. 1.4 (нижня мнемосхема на лівій половині лицьової панелі стенда лабораторного).




Рис. 1.4 – Схема для дослідження властивостей одиночних підсилюючих каскадів
4.5.1.1. Підімкнути каскад на біполярному транзисторі VT1 до джерела живлення G1 і джерела вхідного сигналу е, встановивши перемикач SA1 у ненатиснуте положення.

Зібрати схему підсилюючого каскаду з СЕ, встановивши перемикач ^ SA2 у ненатиснуте положення.

Підімкнути кабель першого каналу осцилографа сигнальним провідником до клеми Х1, а нульовим до клеми „”. Кабель другого каналу – до клем ^ Х2 і „” відповідно.

Встановити ручку резистора R у середнє положення, а органи керування осцилографа у положення, що забезпечують спостереження стійкого, зручного для вимірів зображення. Переконатися у працездатності каскаду: синусоїдний сигнал на виході (клема Х2) знаходиться у протифазі до вхідного сигналу (клема Х1) і має більшу амплітуду (підсилений).


Зарисувати осцилограми вхідного і вихідного сигналів каскаду для двох рівнів вхідного сигналу (задаються резистором R):

1) за відсутності помітних нелінійних викривлень вихідного сигналу;

2) за наявності помітних нелінійних викривлень вихідного сигналу.

4.5.1.2. Зняти амплітудну характеристику Uвих = f(Uвх) каскаду з СЕ для двох значень опору навантаження, що задаються перемикачем SA4 (Rн1 = 2,2 кОм і Rн2 = 12 кОм).

До входу каскаду (клеми Х1 і „”) підімкнути цифровий вольтметр (вхід „~ 300 V”, межу вимірювання встановити орієнтовно „~ 1 V”), а до виходу, (клеми Х2 і “”) – мультиметр (межа вимірювання „~ 20 V”).

Обертаючи ручку резистора R за годинниковою стрілкою з крайнього лівого положення, задавати необхідні значення вхідної напруги Uвх за цифровим вольтметром і фіксувати відповідні значення вихідної напруги Uвих за мультиметром.

Виміри провести для двох значень опору навантаження:

1) Rн1 = R8 = 2,2 кОм (перемикач SА4 – у ненатиснутому положенні);

2) Rн2 = R10 = 12 кОм (перемикач SА4 – у натиснутому положенні).

Результати вимірів занести у табл. 1.5.

Таблиця 1.5 - Результати вимірів амплітудної характеристики

для підсилюючого каскаду з СЕ

Uвх, В

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Rн, кОм

Uвих, В



















2,2



















12

4.5.1.3. Зібрати схему підсилюючого каскаду з СК (емітерний повторювач), установивши перемикач SА2 у натиснуте положення.

Підключити осцилограф аналогічно пп. 4.5.1.1 і переконатися у працездатності каскаду: синусоїдний сигнал на виході за амплітудою майже такий як і вхідний (дещо менший), відсутня інверсія (вихідна напруга синфазна вхідній) за будь-яких положень ручки резистора R.

Зарисувати осцилограми вхідного і вихідного сигналів каскаду для середнього положення ручки резистора R.

4.5.1.4. Зняти амплітудну характеристику Uвих = f(Uвх) каскаду з СК за методикою, викладеною в пп. 4.5.1.2. Результати вимірів занести у таблицю, аналогічну табл. 1.5.

4.5.2. Для дослідження підсилюючих каскадів на польовому транзисторі перемикач SА1 встановити у натиснуте положення.

4.5.2.1. Зібрати схему підсилюючого каскаду з СВ, встановивши перемикач SА3 у ненатиснуте положення.

4.5.2.2. Зняти амплітудну характеристику Uвих = f(Uвх) каскаду з СВ для двох значень опору навантаження (Rн1 = 10 кОм і Rн2 = 100 кОм).

Методика вимірів аналогічна наведеній у пп. 4.5.1.2, тільки вихідною клемою, до якої підмикається мультиметр, є Х3, а завдання значення опору навантаження виконується перемикачем SА5:

1) Rн1 = R9 = 10 кОм (SА5 у ненатиснутому положенні);

2) Rн2 = R11 = 100 кОм ( SА5 у натиснутому положенні).

Результати вимірів занести у табл. 1.6.

Таблиця 1.6 - Результати вимірів амплітудної характеристики

для підсилюючого каскаду з СВ

Uвх, В

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Rн, кОм

Uвих, В






















10






















100

4.5.2.3. Зібрати схему підсилюючого каскаду з СС, встановивши перемикач SА3 у натиснуте положення.

4.5.2.4. Зняти амплітудну характеристику Uвих = f(Uвх) каскаду з СС за методикою, викладеною в пп. 4.5.2.2.

Результати вимірів занести у таблицю, аналогічну табл. 1.6.

4.6. Вимкнути прилади і живлення стенда лабораторного.

Навести порядок на робочому місці.

4.7. Обробка результатів експериментів

4.7.1. за даними табл. 1.1 побудувати сім’ю вхідних ВАХ біполярного транзистора. Зробити висновок про вплив значення колекторної напруги UКЕ на положення вхідної характеристики.

4.7.2. За даними табл. 1.2 побудувати сім’ю вихідних ВАХ біполярного транзистора, зробити висновок про вплив значення струму бази IБ на положення вихідної характеристики.


4.7.3. За даними табл. 1.3 побудувати сім’ю стік-затворних ВАХ польового транзистора. Зробити висновок про вплив значення напруги UСВ на положення стік-затворної характеристики.

4.7.4. За даними табл. 1.4 побудувати сім’ю стокових (вихідних) ВАХ польового транзистора. Зробити висновок про вплив значення напруги на затворі UЗВ на положення стокової характеристики. Порівняти вид стокових характеристик польового транзистора і вихідних характеристик біполярного транзистора.

4.7.5. За вихідними характеристиками біполярного транзистора визначити його коефіцієнт підсилення струму

.

4.7.6. За стік-затворними характеристиками польового транзистора визначити крутизну характеристики керування

п ри UСВ=5 В,

а за стоковими характеристиками – внутрішній опір транзистора

при UЗВ = – 0,5 В.

4.7.7. За осцилограмами, знятими при виконанні завдання пп. 4.5.1.1, зробити висновок про правильність завдання режиму спокою підсилюючого каскаду, що працює у режимі класу А.

4.7.8. За даними пп. 4.5.1.2 (табл. 1.5), пп. 4.5.1.4, пп. 4.5.2.2 (табл. 1.6) та пп. 4.5.2.4 побудувати амплітудні характеристики підсилюючих каскадів і зробити висновок про вплив значення опору навантаження на положення характеристик для каскаду з СЕ (СВ) і каскаду з СК (СС).

  1   2   3

Схожі:

Підсилюючі пристрої iconМетодичні вказівки
Промислова електроніка” “Підсилюючі пристрої” (для студентів усіх форм навчання напряму підготовки 050701.– “Електротехніка та електротехнології”)...
Підсилюючі пристрої iconЄсаулов с. М., Бабічева о. Ф. Мікропроцесорні пристрої на сучасних технологічних об'єктах
«Мікропроцесорні пристрої електротранспорту», «Мікропроцесорні пристрої транспортних засобів», «Мікропроцесорні пристрої систем автоматизації...
Підсилюючі пристрої iconЄсаулов с. М., Бабічева о. Ф. Моделювання та досліди в середовищі пакету програм sinsys
«Автоматизація технологічних процесів», «Автоматизація технологічних процесів та установок», «Мікропроцесорні пристрої електротранспорту»,...
Підсилюючі пристрої iconЄсаулов с. М. Периферійні компоненти мікропроцесорних пристроїв
«Мікропроцесорні пристрої систем автоматизації електроприводів», «Мікропроцесорні пристрої»
Підсилюючі пристрої iconРадіовимірювальні пристрої та системи
Методичні вказівки І контрольні завдання для студентів Інституту заочного та дистанційного навчання спеціальностей 090702 „Радіоелектронні...
Підсилюючі пристрої iconКонспект лекцій з дисципліни «Електротехнічні пристрої світлотехнічних систем»
«Електротехнічні пристрої світлотехнічних систем» (для студентів 4 курсу денної І заочної форм навчання за напрямом підготовки 050701...
Підсилюючі пристрої iconМіністерство освіти I науки, молоді та спорту України Вінницький національний технічний університет затверджую ректор В. В. Грабко
Програма фахового вступного випробування є основою для підготовки та складання іспиту для навчання за освітньо-професійними програмами...
Підсилюючі пристрої iconМіністерство освіти I науки, молоді та спорту України Вінницький національний технічний університет затверджую ректор В. В. Грабко
Програма фахового вступного випробування є основою для підготовки та складання іспиту для навчання за освітньо-професійними програмами...
Підсилюючі пристрої iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національний університет харчових технологій
Нелінійні перетворювачі аналогових сигналів. Генератори аналогових сигналів. Нелінійні перетворювачі аналогових сигналів. Логічні...
Підсилюючі пристрої iconМетодичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни «Дискретні пристрої автоматики» для студентів заочного факультету, які навчаються за напрямом
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Дискретні пристрої автоматики» для студентів...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи