Правила роботи з осцилографом с1-55 4 страница

9.1 Короткі теоретичні відомості

Перед виконанням дослідів необхідно вивчити принципи роботи та методику розрахунку параметричних та компенсаційних стабілізаторів
за літературою [1, 2, 4].

Схеми параметричного та компенсаційного стабілізаторів наведені на рисунку 9.1

а – параметричний стабілізатор; б – компенсаційний стабілізатор

Рисунок 9.1 – Схеми стабілізаторів

Зовнішньою характеристикою стабілізатора є залежність . Величину можна змінювати за допомогою (див. рис. 9.1).

Коефіцієнт стабілізації визначають за виразом:

, (9.1)

де та – постійна напруга відповідно на вході та виході стабілізатора;

– зміна напруги ;

– зміна напруги , яка відповідає зміні напруги .

Вихідний опір стабілізатора визначається за формулою:

(9.2)

Вимірювання напруги здійснюється за допомогою цифрового вольтметра. Визначення всіх струмів виконується шляхом вимірювання напруги на резисторах = 1 Ом. При вимірюванні напруги для компенсаційного стабілізатора (див. рис. 9.1, б) необхідно використовувати компенсаційний метод, який дозволяє визнати незначне відхилення . Вимірювання виконуються в такому порядку:

- встановити та зафіксувати мінімальний струм , обертаючи ручку “ ”;

- виміряти та записати значення напруги у контрольній точці ;

- обертати ручку “ ”, досягти на виході СУ (контрольна точка ) можливого мінімуму напруги (не більше 50 мВ) та запам’ятати його;

- збільшуючи за допомогою ручки “ ” струм , визначити відповідний приріст (контрольна точка ), який дорівнює різниці між отриманим новим значенням та раніше зафіксованим , тобто:

(9.3)

- розрахувати нове значення напруги з урахуванням знаку
за виразом:

. (9.4)

Порядок виконання роботи

1 Підготувати до роботи універсальний стенд у відповідності до додатка А.

2 Провести дослідження параметричного стабілізатора (див. рис. 9.1, а):

а) зняти та побудувати зовнішню характеристику при постійній вхідній напрузі = 14В (точка ). Струм навантаження змінювати від мінімального до максимального значень ручкою “ ”, а вхідна напруга встановлюється ручкою “ ”. Одночасно фіксувати значення струму через стабілітрон . Отримані результати звести до таблиці 9.1;

Таблиця 9.1

, В
, В		…
, мА		…
, мА		…

б) зняти та побудувати залежність при струмі навантаження = 7 мА, змінюючи вхідну напругу від мінімуму до 16 В ручкою “ ”. Отримані дані звести до таблиці 9.2;

Таблиця 9.2

, В		…
, В		…

в) за отриманими результатами визначити вихідний опір та коефіцієнт стабілізації відповідно за формулами (9.1) та (9.2).

3 Провести дослідження компенсаційного стабілізатора (див. рис. 9.1, б):

а) зняти та побудувати зовнішню характеристику за аналогією з п. 2,а. При зміні необхідно підтримувати незмінним = 14 В.

Для вимірювання напруги використовується компенсаційний метод, а визначається за формулою (9.4). Отримані дані звести до таблиці 9.3;

Таблиця 9.3

, В
, мА		…
В		…
В		…

б) зняти та побудувати залежність при струмі навантаження 60мА, змінюючи вихідну напругу від мінімального значення до 16 В ручкою “ ”. При вимірюванні необхідно користуватися компенсаційним методом. Отримані результати необхідно звести до таблиці 9.4;

Таблиця 9.4

, В		…
, В		…
, В		…

в) за отриманими результатами визначити вихідний опір та коефіцієнт стабілізації відповідно за формулами (9.1 та 9.2).

Примітка. Якщо робота виконується шляхом моделювання
на комп’ютері, то необхідно брати з меню реальні діоди та транзистори,
а опори всіх резисторів завчасно розрахувати для обраних типів напівпровідникових приладів.

9.3 Зміст звіту

1 Схеми стабілізаторів.

2 Таблиці з результатами та графіки.

3 Розрахунки за пп. 2,в та 3,в.

4 Висновки з кожного пункту досліджень.

9.4 Контрольні питання

1 Розрахунок параметричних стабілізаторів.

2 Принцип роботи компенсаційних стабілізаторів.

3 Як експериментально визначити вихідний опір стабілізаторів та коефіцієнт стабілізації?

4 Як впливає величина на коефіцієнт стабілізації?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 10

Дослідження системи фазового управління тиристорами

Мета роботи: дослідити особливості фазового управління тиристорами в схемі двонапівперіодного керованого випрямляча.

10.1 Короткі теоретичні відомості

Перед виконанням роботи необхідно вивчити горизонтальний та вертикальний методи управління за літературою [1, 4, 5].

Принципова схема фазового управління тиристорами наведена
на рисунку 10.1.

Рисунок 10.1 – Схема фазового управління тиристорами

Схема складається з керованого випрямляча VS10, VS11 та системи управління зі статичним фазообертачем , і підсилювачами-формувачами на транзисторах VT1, VT2. Діоди VD6–VD9 виконують роль обмежувачів. Живлення системи управління відбувається від мостового випрямляча VD2–VD5 з фільтром.

Навантаженням силової частини є резистори та індуктивність .

Робота виконується на спеціальному стенді. Вимірювання напруги та струму відбувається за допомогою вбудованих у стенд приладів. Для вимірювання параметрів сигналів у контрольних точках застосовується осцилограф. При вивченні роботи схеми управління бажано в сумісних осях координат показувати осцилограми сигналів, параметри яких вимірюються.

Порядок виконання роботи

1 Увімкнути в мережу живлення лабораторний стенд та осцилограф. На лабораторному стенді перемикач (B2) поставити в положення “ ”, а ручку регулювання – в положення “20 Ом” (див. рис. 10.1). Перемикач перевести в крайнє положення проти годинникової стрілки.

2 Зняти та побудувати регулювальну характеристику
для активного навантаження:

а) приєднати осцилограф до контрольної точки і , змінюючи кут управління , величину якого вимірювати за допомогою осцилографа, визначити струм і напругу на навантаженні при за допомогою вбудованих у стенд амперметра та вольтметра. Результати помістити
до таблиці 10.1;

Таблиця 10.1

, град		…
, В		…
, A		…

б) повторити п. 2,а для .

3 Зняти та побудувати регулювальні характеристики для активно-індуктивного навантаження, для чого перемикач (B2) повинен знаходитись в положенні “ ”, та повторити пп. 2,а та 2,б.

4 Дослідити характеристики навантаження для різних кутів управління при активному навантаженні, для чого за допомогою резистора змінювати величину опору навантаження, при цьому перемикач (B2) повинен знаходитись в положенні “ ”. Кут управління вимірювати за допомогою осцилографа в точці . Отримані результати звести до таблиці 10.2.

Таблиця 10.2

5 Повторити п. 4 для активно-індуктивного навантаження ( у положенні “ ”).

6 Побудувати в масштабі в загальних осях координат сімейство характеристик навантаження за отриманими результатами в пп. 4, 5.

7 Накреслити форму напруги на (точки ) та пояснити її природу.

8 Приєднати один канал осцилографа до , а другий – до і при (B2) – в положенні накреслити осцилограми отриманих сигналів та пояснити їх природу.

9 Накреслити осцилограми сигналів у точках та для активного та активно-індуктивного навантажень, вимірявши кут управління .

10.3 Зміст звіту

1 Схема експерименту.

2 Побудовані в масштабі характеристики за пп. 2–5.

3 Осцилограми сигналів за пп. 7–9.

4 Висновки з кожного пункту досліджень.

10.4 Контрольні питання

1 Робота схеми фазового управління та призначення елементів.

2 Як досягти безперервного режиму роботи при активно-індуктив-ному навантаженні?

3 У чому полягають горизонтальний та вертикальний способи управління?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 11

Дослідження комбінаційних цифрових схем

Мета роботи: дослідити роботу логічних елементів, дешифраторів та мультиплексорів; визначити передаточні характеристики логічних елементів.

11.1 Короткі теоретичні відомості

Перед виконанням роботи вивчити принцип дії та характеристики логічних елементів за літературою [1–3], а також способи побудови комбінаційних схем.

Передатною (амплітудною) характеристикою логічного елементу називається залежність .

У сталому режимі на виході логічного елемента формується напруга лог. “0” , або лог.“1” .

Пороговими називаються значення вхідної напруги , при яких логічний елемент переходить із одного стану в інший.

Завадостійкість логічного елемента визначається за формулами:

(6.1)

До комбінаційних схем відносяться дешифратор та мультиплексор. Дешифратор має входів та виходів. Інформація на кожному виході з¢являється тільки при відповідному коді на входах.

Мультиплексор є комутатором вхідних сигналів. У залежності
від коду на адресних входах відповідний інформаційний вхід з¢єднується
з виходом. Мультиплексор може використовуватись як перетворювач паралельного коду в послідовний.

Для проведення дослідів застосовується набір елементів, схема розташування яких на накладній панелі універсального стенда наведена
на рисунку 11.1.

Рисунок 11.1 – Схема розташування елементів

Джерелом логічних сигналів та є генератор Г, який управляється за допомогою кнопок “ПУСК” і “СБР.”, розташованих на панелі управління. Якщо натиснути кнопку “СБР.”, то , та набудуть значення лог.”0”. При натисканні на кнопку “ПУСК” відбувається почергова зміна сигналів , індикація стану яких виконується за допомогою світлодіодів “ ” (лог.“1” відповідає горінню світла діода). Гніздо “ ” зі світлодіодним індикатором служить для фіксації стану виходу мікросхем, а гнізда “1” і “0” – для подання на входи мікросхем логічних сигналів.

Регулювання величини (DD1) виконується за допомогою ручки “ ”.

Елемент DD1 використовується для зняття передаточної характеристики, інші елементи – для реалізації комбінаційних схем.

Порядок виконання роботи

1 Підготувати до роботи універсальний стенд та осцилограф (додатки А і Б).

2 Виконати дослідження логічного елемента:

а) зняти передаточну характеристику елемента DD1 (див. рис. 11.1). При вимірюваннях зафіксувати 2-3 значення вихідної напруги при переході від до . Вимірювання вхідної та вихідної напруги слід виконувати за допомогою цифрового вольтметра, приєднуючи його вхід (гніздо “ ”) по черзі до входу та виходу DD1. Допускається вимірювати напругу за допомогою осцилографа. Отримані результати звести
до таблиці 11.1;

Таблиця 11.1

, В	0,4	…	3,5
, В		…

б) за результатами таблиці 11.1 побудувати передаточну характеристику, за якою визначити параметри логічного елемента: (п. 6.1);

в) дослідити роботу елемента DD5 (див. рис. 11.1) у відповідності
до таблиці стану, для чого на входи DD5 за допомогою провідників подати з генератора сигнали , а вихід DD5 приєднати до гнізда “ ” для індикації. Натиснути кнопку “СБР.”, а потім, натиснути на кнопку “ПУСК”, фіксувати значення та Y за допомогою світлодіодних індикаторів. Отримані результати занести до таблиці 11.2;

Таблиця 11.2

г) скласти таблицю стану та реалізувати логічну функцію для трьох змінних, яка задається викладачем. Для реалізації такої функції застосовуються виходи генератора та логічні елементи (див. рис. 11.1). Перевірити роботу схеми у відповідності до складеної таблиці стану за аналогією з п. 2,в.

3 Дослідити роботу дешифратора DD7 (див. рис. 11.1), для чого за допомогою провідника приєднувати по черзі до індикатора “ ” усі виходи дешифратора, натискуючи кожного разу на кнопку “ПУСК” та фіксувати стан входів та всіх виходів 0-7. Скласти за результатами таблицю роботи дешифратора.

4 Дослідити роботу мультиплексора DD8 (рис. 11.1), для чого входи D0, D2, D4 і D6 приєднати до гнізд “0”, а вихід – до “ ” і, натискаючи кнопку “ПУСК”, визначити стан , коли на виході мультиплексора будуть з¢являтися лог.“0”. Скласти таблицю, до якої звести отримані результати.