Основные правила по технике безопасности

СОДЕРЖАНИЕ

Основные правила по технике безопасности .…………………. 4

Введение …..……………………………………………………… 4

Содержание отчета по лабораторной работе …..…………….… 4

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХКАСКАДНОГО УСИЛИТЕЛЯ

ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ

ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ……………………………………………. 5

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ

МОЩНОСТИ ……………………………………………………… 8

Лабораторная работа №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ ………. 12

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ RC – ГЕНЕРАТОРОВ ……………………… 15

Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРО-АНАЛОГОВОГО И

АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ …………… 18

Приложение

ПОРЯДОК РАБОТЫ С ОСЦИЛЛОГРАФОМ ………………….. 22

Список литературы .……………………………………………… 23

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, прослушавшие инструктаж по технике безопасности и расписавшиеся в журнале по технике безопасности. При нарушении правил техники безопасности студент отстраняется от выполнения лабораторной работы.

Перед началом работы необходимо ознакомиться с рабочим местом, используемыми приборами и оборудованием. Убедится, что все переключатели электрических схем и приборов находятся в исходном состоянии. Включение приборов и исследуемой схемы производится только после проверки их преподавателем.

Во время занятий запрещается отвлекать товарищей, громко разговаривать, покидать без необходимости рабочее место.

По окончании работы необходимо установить все переключатели в исходное состояние и выключить все приборы на рабочем месте.

Запрещается: оставлять без надзора включенное оборудование, загромождать рабочее место посторонними предметами, вскрывать и передвигать приборы, прикасаться одновременно к двум различным приборам.

При несчастном случае необходимо: обесточить оборудование и снять напряжение с электрощита лаборатории, оказать первую помощь пострадавшему, сообщить преподавателю и вызвать по телефону 03 скорую помощь.

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью лабораторных работ по курсу «Основы схемотехники» является:

– закрепление теоретических знаний и более детальная проработка основных моментов;

– изучение методов измерения параметров и характеристик электронных устройств;

– приобретение навыков работы с измерительными приборами;

– изучение методов обработки экспериментальных данных.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Отчет должен содержать следующие разделы:

1. Цель работы.

2. Схему исследуемого устройства.

3. Таблицы и графики результатов расчетов и измерений, выполненные в соответствии с правилами ЕСКД.

4. Выводы по проделанной работе, которые должны содержать анализ полученных результатов.

Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХКАСКАДНОГО УСИЛИТЕЛЯ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Цель работы

Изучение принципиальной схемы двухкаскадного усилителя звуковой частоты с отрицательной обратной связью (ООС), экспериментальное исследование влияния элементов схемы на характеристики усилителя.

Задание к лабораторной работе

Рассчитать однокаскадный усилитель по схеме с общим эмиттером. Используя формулы (1.1) – (1.4) определить его основные параметры. Построить нагрузочную прямую по постоянному и переменному току. Исходные данные для расчета выбрать самостоятельно.

Изучить принципиальную схему исследуемого усилителя (рис.1.1).

Для разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи провести следующие исследования:

1.3.1. Подключить разделительный конденсатор . Отключить конденсатор , имитирующий паразитную емкость.

На частоте снять и построить амплитудную характеристику усилителя при различных сопротивлениях нагрузки .

Определить:

– динамический диапазон;

– коэффициент усиления;

– глубину обратной связи.

1.3.2. Подключить нагрузку .

Построить АЧХ и ФЧХ усилителя при различных емкостях разделительных конденсаторов.

Определить по АЧХ:

– нижнюю и верхнюю граничные частоты;

– глубину обратной связи;

1.3.3. Подключить: разделительный конденсатор , конденсатор и нагрузку .

Построить АЧХ усилителя.

Определить:

– нижнюю и верхнюю граничные частоты.

1.3.4. Составить отчет о проделанной работе.

1.4. Контрольные вопросы

1.4.1. Перечислите режимы работы транзистора и способы задания рабочей точки.

1.4.2. Как строятся нагрузочные прямые по постоянному и переменному току?

1.4.3. Какие параметры усилительного каскада могут быть определены по нагрузочной прямой по переменному току?

1.4.4. Как экспериментально снимаются амплитудная характеристика, АЧХ и ФЧХ? Какие параметры усилителя могут быть по ним определены?

1.4.5. Что называется коэффициентом частотных искажений? От чего он зависит?

1.4.6. Что называется обратной связью? Дайте классификацию типов обратной связи.

1.4.7. Объясните влияние отрицательной обратной связи на АЧХ и амплитудную характеристику усилителя.

1.4.8. Назовите элементы цепи обратной связи исследуемого усилителя и докажите, что имеет место отрицательная обратная связь.

1.4.9. Почему в многокаскадном усилителе с общей ООС возможно самовозбуждение.

Лабораторная работа № 2

Цель работы

Изучение принципиальной схемы и характеристик двухтактного усилителя мощности в режимах и .

Задание к лабораторной работе

Рассчитать двухтактный усилитель мощности. Исходные данные выбрать самостоятельно.

Изучить принципиальную схему исследуемого усилителя (рис.2.1). В исходном состоянии ключ замкнут, внешняя обратная связь отключена (ключ находится в нижнем положении).

2.3.1. Перевести усилитель мощности в режим .

Построить амплитудную характеристику усилителя мощности.

Определить:

– динамический диапазон;

– коэффициент усиления;

– рассчитать коэффициент гармоник.

Зарисовать осциллограмму выходного напряжения. Указать на осциллограмме искажения типа «ступенька».

2.3.2. Ввести общую обратную связь (ключ перевести в верхнее положение).

Повторить п.2.3.1.

2.3.3. Перевести усилитель мощности в режим .

– повторить п.2.3.1.

– ввести в верхнее плечо усилителя резистор . Зарисовать осциллограммы выходного напряжения до и после разбаланса плеч, а также с внешней обратной связью и без нее.

2.3.4. Построить сквозную характеристику для режима и . Рассчитать по формуле (2.12) коэффициент гармоник для обоих режимов.

2.3.5. Составить отчет о проделанной работе.

Рис. 2.1. Двухтактный усилитель мощности

2.4. Контрольные вопросы

2.4.1. Перечислите основные требования к усилителям мощности.

2.4.2. Какая схема называется двухтактным усилителем мощности? Основные достоинства двухтактной схемы.

2.4.3. Расскажите о принципе работы двухтактного каскада?

2.4.4. Почему в усилителях мощности применяют режимы и ? Как их задают?

2.4.5. Что называется искажением типа “ступенька”. При каких условиях оно возникает?

2.4.6. Постройте нагрузочную прямую двухтактного усилителя мощности для режимов и .

2.4.7. Поясните назначение элементов исследуемого усилителя.

2.4.8. Какова причина возникновения нелинейных искажений. Назовите методы расчета и измерения коэффициента гармоник.

2.4.9. Чем определяется напряжение питания выходного каскада усилителя мощности?

Лабораторная работа № 3

Цель работы

Исследование основных параметров и характеристик операционного усилителя, а также схем, строящихся на базе операционных усилителей.

Задание к лабораторной работе

Исследование активного ФНЧ

Изучить принципиальную схему активного ФНЧ (рис.3.4).

3.3.5. Рассчитать и построить АЧХ активного ФНЧ с частотой среза .

3.3.6. Построить АЧХ и ФЧХ фильтра. Определить граничную частоту. Сравнить полученные результаты.

3.3.7. Построить амплитудную характеристику ФНЧ.

3.3.8. Изменить параметры цепи обратной связи и повторить п.3.3.6 и п.3.3.7.

3.3.9. Составить отчет о проделанной работе.

3.4. Контрольные вопросы

3.4.1. Перечислите основные параметры операционного усилителя.

3.4.2. В чем заключается идеализация параметров операционного усилителя?

3.4.3. Как на основе операционного усилителя построить устройство с заданными характеристиками?

3.4.4. Выведите аналитическое выражение передаточной функции для инвертирующего усилителя, интегратора и сумматора.

3.4.5. Какое устройство называется усилителем постоянного тока? Перечислите типы усилителей постоянного тока.

3.4.6. Назовите методы стабилизации дрейфа нуля.

3.4.7. Дайте классификацию фильтров электрических сигналов.

3.4.8. Какое устройство называется активным фильтром. Назовите методы расчета активных – фильтров.

3.4.9. Перечислите и поясните ограничения, которыми следует руководствоваться при построении активных фильтров на базе операционных усилителей.

Лабораторная работа № 4

Цель работы

Изучение принципиальных схем – генераторов, экспериментальное исследование влияния элементов схемы на параметры и характеристики усилителя.

Задание к лабораторной работе

Лабораторная работа № 5

Цель работы

Изучение принципа построения цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразователей, экспериментальное исследование их работы в процессе преобразования входных сигналов.

Задание к лабораторной работе

Исследование ЦАП с резистивной матрицей

Изучить схему 4-х разрядного ЦАП (рис.5.1).

5.3.1. С помощью ключей задать код, соответствующий входному цифровому сигналу. Измерить выходное напряжение и токи резистивной матрицы. Изменяя положение ключей установить их связь с выходным напряжением и токами резистивной матрицы.

5.3.2. Определить диапазон выходного напряжения и разрешающую способность ЦАП.

5.3.3. Изменить сопротивления резисторов матрицы произвольным образом на величину, составляющую не более от номинала. Повторить п.5.3.1 и п.5.3.2.

Рис. 5.1. ЦАП с резистивной матрицей

Рис. 5.2. ЦАП с матрицей с двоично-взвешанными
по номиналу резисторами

Работа с осциллографом

1. Поставить все регулировки электроннолучевой трубки (яркость, смещения по горизонтали и вертикали) в среднее положение.

2. Включить осциллограф в сеть .

3. Регулировку «Стабильность» поставить в крайнее правое положение.

4. Регулировку «Уровень» поставить в крайнее левое положение. На экране появляется линия развертки.

5. Аттенюатор « » поставить в одно из левых положений, но не крайнее (загрубить вход осциллографа).

6. Подать на « ” осциллографа исследуемый сигнал.

7. Выбрать нужный вид синхронизации.

8. Аттенюатор « » поставить в положение при котором изображение занимает не менее половины экрана по вертикали.

9. Регулировку «Стабильность» медленно поворачивать влево и остановиться в момент исчезновения изображения.

10. Регулировку «Уровень» медленно поворачивать вправо до появления неподвижного изображения.

11. Переключателем « » растянуть изображение исследуемого сигнала на необходимую величину.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Цыкин Г.С. Усилительные устройства. –М.: Связь, 1982.

2. Королев Г.В. Электронные устройства автоматики: Учеб. пособие. –2-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1991.

3. Горбоконенко А.Д. Проектирование аналоговых электронных схем. Учебное пособие. – Ульяновск.: УлГТУ, 1995.

4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. –М.: Мир. 1982.

5. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник / Под ред. Б.Л. Перельмана. –М.: Радио и связь, 1981.

Учебное издание

ОСНОВЫ СХЕМОТЕХНИКИ

Сборник лабораторных работ

Составитель Елягин Сергей Владимирович

Корректор О.П. Мальцева

Подписано в печать 31.08.2001. Формат 60х84/16.

Бумага писчая. Печать трафаретная.

Усл. печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 1,10. Тираж 50 экз. Заказ .

Ульяновский государственный технический университет,

432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

РЕЦЕНЗИЯ

на методические указания «Основы схемотехники»

к лабораторным работам по курсу «Основы схемотехники»

для студентов направления 55.04.00 «Телекоммуникации»

Составитель С.В. Елягин

Формирование, передача, прием и обработка электрических сигналов, осуществляется с помощью разнообразной радиоэлектронной аппаратуры. Знание правил построения основных узлов и устройств позволяет не только грамотно эксплуатировать существующие системы связи, но и создавать новые. В связи с этим рецензируемые методические указания представляются весьма актуальными.

Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Основы схемотехники» и предназначены для студентов направления 55.04.00 «Телекоммуникации» радиотехнического факультета.

Рассмотрены вопросы анализа работы двухкаскадного усилителя с отрицательной обратной связью, двухтактного усилителя мощности, операционных усилителей, RC – генераторов, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Приведены основные теоретические соотношения, позволяющие студентам самостоятельно рассчитать исследуемые устройства.

Структура построения указаний, последовательность изложения материала способствует пониманию и усвоению студентами рассматриваемых вопросов.

Рукопись оформлена аккуратно. Ошибок, искажений ГОСТов в работе не замечено.

Учитывая сказанное, рекомендую методические указания «Основы схемотехники» к изданию.

Профессор кафедры САПР, д.т.н. А.Г. Ташлинский

СОДЕРЖАНИЕ

Основные правила по технике безопасности .…………………. 4

Введение …..……………………………………………………… 4

Содержание отчета по лабораторной работе …..…………….… 4

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХКАСКАДНОГО УСИЛИТЕЛЯ

ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ

ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ……………………………………………. 5

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ

МОЩНОСТИ ……………………………………………………… 8

Лабораторная работа №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ ………. 12

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ RC – ГЕНЕРАТОРОВ ……………………… 15

Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРО-АНАЛОГОВОГО И

АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ …………… 18

Приложение

ПОРЯДОК РАБОТЫ С ОСЦИЛЛОГРАФОМ ………………….. 22

Список литературы .……………………………………………… 23

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, прослушавшие инструктаж по технике безопасности и расписавшиеся в журнале по технике безопасности. При нарушении правил техники безопасности студент отстраняется от выполнения лабораторной работы.

Перед началом работы необходимо ознакомиться с рабочим местом, используемыми приборами и оборудованием. Убедится, что все переключатели электрических схем и приборов находятся в исходном состоянии. Включение приборов и исследуемой схемы производится только после проверки их преподавателем.

Во время занятий запрещается отвлекать товарищей, громко разговаривать, покидать без необходимости рабочее место.

По окончании работы необходимо установить все переключатели в исходное состояние и выключить все приборы на рабочем месте.

Запрещается: оставлять без надзора включенное оборудование, загромождать рабочее место посторонними предметами, вскрывать и передвигать приборы, прикасаться одновременно к двум различным приборам.

При несчастном случае необходимо: обесточить оборудование и снять напряжение с электрощита лаборатории, оказать первую помощь пострадавшему, сообщить преподавателю и вызвать по телефону 03 скорую помощь.

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью лабораторных работ по курсу «Основы схемотехники» является:

– закрепление теоретических знаний и более детальная проработка основных моментов;

– изучение методов измерения параметров и характеристик электронных устройств;

– приобретение навыков работы с измерительными приборами;

– изучение методов обработки экспериментальных данных.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Отчет должен содержать следующие разделы:

1. Цель работы.

2. Схему исследуемого устройства.

3. Таблицы и графики результатов расчетов и измерений, выполненные в соответствии с правилами ЕСКД.

4. Выводы по проделанной работе, которые должны содержать анализ полученных результатов.

Лабораторная работа № 1