Определение параметров импульса в цепи фоторезистора

Установите переключатель П в положение 2. Концы кабеля III подключите к источнику питания в соответствии с полярностью, указанной на контактах, а вилку кабеля III установите в розетку питания фоторезистора на блоке (рис. 3.20).

Включите источник питания, установив на нем 5-10 В (по указанию преподавателя).

Вилку кабеля IY подключите к розетке разъема с фоторезистором.

11. Оценка параметров сигнала от резистора R_изм

Напряжение, снимаемое с резистора R_изм, имеет как постоянную U_R=, так и переменную U_R≈ составляющие (рис. 3.19, г). Значения этих составляющих может быть оценены с помощью осциллографа.

При отжатой клавише "»-" или режиме ″≈=″ на экране осциллографа можно видеть сигнал в целом; измеряется как постоянная U_R=, так и переменная U_R≈ составляющие напряжения. По мере увеличения постоянной составляющей сигнал смещается по вертикали, так, что переменная составляющая становится менее значимой.

При нажатой клавише "»-" или режиме ″≈″ - производится контроль только переменной составляющей (независимо от постоянной составляющей изображение переменного импульса остается неподвижным и не смещается по вертикали). В данном случае можно увеличивать чувствительность осциллографа (по вертикали и горизонтали) для определения параметров сигнала.

12. Установите частоту f₁ на генераторе.

При нажатой клавише "»-" или режиме ″≈″ (постоянная составляющая не регистрируется) добейтесь появления устойчивого сигнала на экране осциллографа (1-2 периода). С помощью переключателей зафиксируйте оптимальные размеры изображения сигнала от резистора R_изм на осциллографе, определите амплитуду напряжения, длительность импульсного сигнала Т, частоту f, значения t_ф, t_и в данном режиме (на уровне 0,5U_мах) (табл. 3.9).

Зарисуйте форму сигнала (с обозначением его параметров). Сравните данные с результатами, полученными в предыдущих исследованиях, обратив внимание на то, как изменяется форма сигнала, время периода, переднего фронта, среза и другие параметры по сравнению с электрическим импульсом, питающим светодиод.

13. Повторите испытания п. 12. для частоты f₂ = 2f₁ (табл. 3.9).

14. Повторите испытания п. 12. для частоты f₃ = 3f₁ (табл. 3.9).

15*. Силу постоянного тока через фоторезистор можно определить по следующей методике.

Кнопку "»-" отжата (режим ″≈″). Установите, например, усиление 20, делитель 100 (или 10). Установите частоту генератора f₃. Переключатель П - в нейтральное положение. В этом случае на осциллограф сигнал от резистора R_изм не поступает. На осциллографе видна горизонтальная линия, например, в нижней части шкалы с делениями. Установите переключатель П в положение 2. На осциллограф подается напряжение с резистора R_изм, сигнал смещается на величину Y (дел), которая пропорциональна постоянному напряжению
U_R= = U_изм= на измерительном резисторе, согласно схеме изменения (рис. 3.18).

Оценивая экспериментальное значение U_R= =U_изм= с помощью осциллографа, можно рассчитать величину тока I_ф= в цепи фоторезистора:

I_ф= = U_изм=/R_изм . (3.33)

При фиксированном ЭДС (Е_пит) источника питания в цепи фоторезистора часть напряжения U_ф падает на освещенном фоторезисторе, часть U_изм – на дополнительном резисторе(R_изм = 3 кОм). Сопротивление фоторезистора R_ф может быть определено по соотношениям

E_пит = U_ф + U_изм = I_ф(R_ф + R_изм), (3.34)

R_ф = E_пит/I_ф= - R_изм, (3.35)

где I_ф - постоянный тока фоторезистора, зависящий от освещенности.

Рассчитайте параметры сигнала и фоторезистора (табл. 3.10).

Таблица 3.10

Частота	Eпит, В	Uизм,В	Uф,В	Iф, мкА	Rф(E)
f2	?	?	?	?	?

16*. Исследование величины светового потока от светодиода

В лабораторной работе для исследования освещенности света, создаваемой светодиода, имеющим малую площадь излучения, применяется специальная насадка с фотодиодом типа ФД-125, в которую при испытаниях устанавливается вилка разъема с исследуемым светодиодом.

Установите кабель II со светодиодом в насадку с фотодиодом люксметра.

По мере увеличения частоты от f₁ = (10…150) Гц снимите зависимость освещенности Е света от светодиода от частоты световых импульсов (табл. 3.11). Обратите внимание на инерционные свойства люксметра, с помощью которого анализируется освещенность от импульсного источника.

Таблица 3.11

f2, Гц			…	…
E, лк	?	?	?	?	?

17. Выключите установку. Сдайте приборы и принадлежности преподавателю.

Отчетные материалы

В лабораторной тетради представляются:

– заполненные таблицы;

– расчетные значения t для фотодиода и фоторезистора;

– синхронизированные осциллограммы сигналов на фотодиоде и фоторезисторе при облучении, аналогичные представленным на рис. 3.19, с указанием рассчитанных параметров сигналов;

– * зависимость освещенности от частоты светодиода.

К защите представляется РГЗ с задачами по темам: ″Фотопроводимость″, ″Фотоприемники″, ″Фотодиоды″.