Опыт 9. Исследование регистра.

Открыть файл Опыт6.9.ms7 в папке Л.Р.6.

Включить схему. Установить нулевые уровни сигналов на всех выходах. Для этого разомкнуть и замкнуть ключ J5 нажатием клавиши 5. Ввести в регистр произвольное двоичное число клавишами 1, 2, 3, 4. На вход Х6 подать тактовый импульс нажатием клавиши 6. Наблюдать уровни сигналов на выходах Y1-Y4. Убедиться, что в регистре запоминается входное число. Выключить схему.

РАЗДЕЛ 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ «ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

Лабораторные работы выполняются при помощи различных интерактивных элементов. К ним относятся ключи, автоматические выключатели, переключатели и кнопки. Ключи и автоматические выключатели отмечены красным цветом на принципиальных схемах лабораторных работ. Переключение этих элементов из одного положения в другое происходит при клике мыши на их изображении. Переключатели имеют несколько положений, правая кнопка мыши вращает переключатель на одно положение по часовой стрелке, левая – против часовой стрелки. Цифровые вольтметры, снабженные переключателями (-/~) постоянный/переменный ток, измеряют СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ в случае постоянного тока, а в случае переменного тока – ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ТОЛЬКО ПЕРЕМЕННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ, отбрасывая постоянную составляющую.

ИССЛЕДОВАНИЕ СГЛАЖИВАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ

Включить вольтметр V1 и осциллограф V2 нажатием кнопки «Сеть». Также включить схему автоматическим выключателем QF. Наблюдать на осциллографе выходной сигнал, включая различные элементы (L, R, C1, C2) сглаживающего фильтра и задаваясь нужными номинальными значениями. Можно подключить на выход схемы нагрузку R_н и изменять ее значение. Миллиамперметр измеряет ток нагрузки. Генератором сигналов можно изменять форму входного напряжения.

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМЫХ ТИРИСТОРНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Включить вольтметр V1, осциллографы V2 и А2 нажатием кнопки «Сеть». Также включить схему автоматическим выключателем QF. Управляемый выпрямитель собран по однофазной двухполупериодной схеме со средней точкой. С помощью фазовращателя изменять угол управления α от 0 до 180° и наблюдать форму выходного напряжения и тока. На выход можно подключить индуктивный фильтр и изменять его значение.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРИОДОВ И ОДНОКАСКАДНОГО УСИЛИТЕЛЯ НА ТРАНЗИСТОРЕ

Включить вольтметр V1, микроамперметр µА и осциллограф нажатием кнопки «Сеть». При помощи генератора сигналов на вход схемы подается постоянное или переменное напряжение нужной амплитуды (ключ S12). Ключ S1 шунтирует разделяющую емкость C_р1, S2 и S5 включают делитель входного напряжения, S3 и S4 – сопротивления цепи коллектора, S6, S9 и S11 – сопротивления цепи эмиттера, S7 – температурную стабилизацию, S8, S10 и S13 подключают нагрузку и регулируют ее величину. Схема может работать в двух режимах: с общим эмиттером и общим коллектором, переключение между которыми осуществляется ключом S14.

На осциллографе можно наблюдать различные сигналы (I_б, U_эб, I_к, U_эк, U_вых).

Напряжение питания транзистора изменяется переключателем E_к.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ

ЭЛЕКТРОННЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Электронные вольтметры предназначены для измерения постоянного и переменного напряжений. По способу представления их подразделяют на стрелочные и, в которых результат измерения отсчитывается по стрелочному (магнитоэлектрическому) прибору (аналоговая форма представления информации), и цифровые, в которых для отсчета используется цифровое табло (цифровая форма представления информации).

Вольтметры переменного тока имеют две основные структурные схемы (рис. 1), в основе которых заложен принцип преобразования переменного напряжения в постоянное, величину которого отсчитывают по стрелочному индикатору.

а)

б)

Рис. 1. Структурные схемы стрелочных электронных вольтметров переменного напряжения:

а) с детектором на входе;

б) с предварительным усилителем

В вольтметрах, выполненных по рис. 1а, переменное входное напряжение преобразуется в постоянное (выпрямляется) детектором, усиливается с помощью УПТ и поступает на стрелочный индикатор. При использовании схемы рис. 1б переменное напряжение поступает на входное устройство, которое содержит делитель, определяющий предел измерения, а также цепи согласования низкоомного делителя с высокоомным входом, после чего оно усиливается широкополосным усилителем, детектируется и подается на стрелочный индикатор.

Вольтметры с детектором на входе имеют широкий диапазон частот. Их недостатком является низкая чувствительность.

Вольтметры с предварительным усилением имеют более высокую чувствительность, но более узкий диапазон частот из-за трудностей создания широкополосных усилителей.

В лабораторных работах используется милливольтметр В3-41. Внешний вид милливольтметра показан на рис. 2.

Органы управления и присоединения, расположенные на лицевой панели, предназначены:

тумблер «СЕТЬ» - для включения и выключения прибора;

переключатель «dB - mV», «dB - V» - для переключения шкал стрелочного прибора;

гнездо «®)» - для подачи исследуемого сигнала.

Также на панели имеется корректор механического нуля.

Рис. 2 Внешний вид милливольтметра В3-41.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Измерительные генераторы служат источниками переменного и импульсного напряжений и применяются для исследования и настройки разнообразной электронной аппаратуры.

Измерительные генераторы подразделяют на группы по форме кривой выходного напряжения: генераторы синусоидального напряжения, генераторы прямоугольных импульсов, генераторы напряжения специальной формы (треугольной, пилообразной, колоколообразной и т. д.) и по частотному диапазону: низкочастотные генераторы (0,001 Гц – 10 МГц), высокочастотные генераторы (100 кГц – 100 ГГц). Особую группу составляют генераторы шумовых сигналов – источники сигналов с равномерным спектром и калиброванным уровнем, используемые для радиотехнических измерений.

Низкочастотные генераторы (генераторы синусоидального напряжения) строят по структурной схеме рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема низкочастотного измерительного генератора

Задающий генератор ЗГ служит источником синусоидальных колебаний и представляет собой автогенератор с регулируемой частотой.

Усилители У низкочастотных генераторов состоят из нескольких каскадов усиления напряжения и мощности.

Выходное устройство ВУ включает в себя согласующие трансформаторы для согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением нагрузочного устройства и аттенюаторы – делители напряжения для регулирования уровня выходного сигнала.

Электронный вольтметр ЭВ (обычно стрелочный) предназначен для измерения выходного напряжения генератора, а модулятор М – для модуляции синусоидальных колебаний по амплитуде, т. е. для медленных по сравнению с периодом колебаний изменений амплитуды.

Низкочастотные генераторы широко используют для исследования параметров и характеристик усилителей, например, для измерения коэффициента усиления, получения амплитудных и частотных характеристик и т. д.

К основным техническим характеристикам низкочастотных генераторов относят: диапазон частот, погрешность установки частоты, нестабильность частоты, величину и погрешность установки выходного напряжения, нестабильность выходного напряжения, коэффициент нелинейных искажений.

Упрощенная структурная схема генератора прямоугольных импульсов приведена на рис. 4.

Задающий генератор ЗГ вырабатывает импульсы с частотой следования, устанавливаемой либо плавно, либо дискретно. В качестве задающего генератора используют мультивибраторы или генераторы гармонических колебаний фиксированной стабильной частоты.

Обычно задающий генератор может работать как в непрерывном (автоколебательном), так и в ждущем режиме с внешним запуском через блок внешнего запуска БВЗ. Кроме того, предусматривается вывод на отдельное гнездо импульсов синхронизации (синхроимпульсов) от задающего генератора.

Рис. 4. Структурная схема измерительного генератора прямоугольных импульсов

Блок задержки БЗ служит для задержки импульсов, поступающих на его вход от задающего генератора, на время, регулируемое в широких пределах. Блок формирования БФ вырабатывает прямоугольные импульсы регулируемой длительности. Усилитель мощности УМ предназначен для увеличения амплитуды импульсов до необходимой величины и для согласования блока формирования импульсов с нагрузочным устройством. Ступенчатый аттенюатор СА позволяет уменьшить амплитуду выходных импульсов в 100-1000 раз. Импульсы с выхода аттенюатора поступают на отдельное гнездо. Измеритель амплитуды импульсов ИА служит для измерения установленного значения амплитуды выходных импульсов и представляет собой импульсный электронный вольтметр.

В лабораторных работах используется звуковой генератор Г3-53. Внешний вид прибора показан на рис. 5.

Рис. 5 Внешний вид звукового генератора Г3-53.

Органы управления и присоединения, расположенные на лицевой панели, предназначены:

тумблер «СЕТЬ» - для включения и выключения прибора;

ручка «ЧАСТОТА Hz» - для плавной установки частоты в пределах каждого поддиапазона;

тумблер «ПОДДИАПАЗОНЫ» - для переключения поддиапазонов частоты;

переключатель «ПРЕДЕЛЫ ШКАЛ – ОСЛАБЛЕНИЕ» - для переключения шкал стрелочного прибора;

ручка «РЕГУЛИРОВКА ВЫХОДА» - для плавной регулировки выходного напряжения на несимметричном и дополнительном симметричном выходах;

вольтметр – для контроля выходного напряжения;

гнезда «ВЫХОД» - для подключения кабеля.