Лабораторная работа №9 Исследование интегрирующих и дифференцирующих цепей
Цель работы: Построение схем и изучение принципа работы интегрирующих и дифференцирующих цепей.
Вопросы для самоподготовки
1. Расскажите о назначении и элементном составе времязадающих цепей?
2. В каких случаях применяются дифференцирующие цепи?
3. Нарисуйте схему дифференцирующей цепи и поясните принцип ее работы.
4. Запишите формулу для определения постоянной времени.
5. Какие параметры выходного сигнала зависят от постоянной времени?
6. При каких условиях данная цепь является дифференцирующей?
7. В каком случае прекратиться операция дифференцирования и цепь станет разделительной?
8. Рассчитать номиналы компонентов R и С дифференцирующей цепи при подаче на ее вход прямоугольного импульса длительностью tи.вх = ([Ваш номер по журналу] + 10) мкс. Паразитная емкость на выходе цепи Спар = 10 пФ. Внутреннее сопротивление генератора входного сигнала Rг = 100 Ом (Рисунок 37).
9. В каких случаях применяются интегрирующие цепи?
10. Нарисуйте схему интегрирующей цепи и поясните принцип ее работы.
11. Рассчитайте амплитуду выходного сигнала интегрирующей цепи при подаче на его вход прямоугольного импульса с амплитудой Е = 10 В и длительностью tи.вх = 100 мкс. R1 = 56 кОм, С = 0,02 мкФ, Сопротивление генератора входного сигнала – 120 Ом. Как измениться амплитуда входного сигнала при подключении нагрузки Rн = 5,6 кОм.
12. Нарисуйте схемы интегратора и дифференциатора на ОУ и поясните их принцип работы.
|
|
|
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему дифференцирующей цепи, изображенную на рисунке 37.
Рисунок 37 – Схема для исследования дифференцирующей RC-цепи
2. Установить номиналы элементов дифференцирующей цепи в соответствии с результатами расчетов (пункт 8 вопросов для самоподготовки).
3. Настроить функциональный генератор в соответствии с рисунком 38. Частота 50 кГц соответствует длительности импульса 10 мкс при коэффициенте заполнения 50%. Рассчитать частоту для длительности импульса вашего задания и задать параметры входного сигнала
Рисунок 38 – Установка параметров выходного сигнала функционального генератора
4. Включить схему.
5. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. Наблюдать входной сигнал и результат его обработки дифференцирующей цепью (рисунок 39)
Рисунок 39 – Осциллограммы входного и выходного напряжения
6. Используя показания осциллографа рассчитать параметры выходного импульсного сигнала.
7. Изменяя параметры элементов проследить за изменениями выходного сигнала.
8. Собрать схему интегрирующей цепи, изображенную на рисунке 40.
|
|
|
Рисунок 40 – Схема для исследования интегрирующей RC-цепи
9. Настроить функциональный генератор в соответствии с рисунком 41.
Рисунок 41 – Установка параметров выходного сигнала функционального генератора
10. Установить параметры семы в соответствии с пунктом 11 вопросов для самоподготовки.
11. Включить схему.
12. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. Наблюдать входной сигнал и результат его обработки интегрирующей цепью (рисунок 42).
Рисунок 42 – Осциллограммы входного и выходного напряжения
13. Используя показания осциллографа рассчитать параметры выходного импульсного сигнала. Сравнить результаты с полученными при решении задачи.
14. Включить в схему резистор нагрузки Rн. Провести измерения и сравнить результаты с полученными при решении задачи.
15. Изменяя параметры элементов проследить за изменениями выходного сигнала.
16. Повторите исследования для схем, изображенных на рисунке 43, самостоятельно выбрав настройки функционального генератора.
Рисунок 43 – Интегратор (а) и дифференциатор (б) на операционном усилителе
17. Сделать вывод.
|
|
|
Лабораторная работа №10 Исследование мультивибратора на операционном усилителе
Цель работы: Построение схемы и изучение принципа работы мультивибратора на ОУ.
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое электрический импульс?
2. Что понимают под импульсным режимом работы аппаратуры?
3. Какие виды импульсов вам известны?
4. Нарисуйте видеоимпульс. Назовите его основные параметры.
5. Назовите и поясните параметры периодических импульсов.
6. Как определить скважность импульсов? Как называется величина, обратная скважности?
7. Что такое мультивибратор? Каково его назначение?
8. Нарисуйте схему мультивибратора на транзисторах. Поясните принцип работы схемы.
9. .Какие еще импульсные генераторы вам известны. В чем их отличия?
10. Выполните расчет мультивибратора на ОУ по данным, предложенным преподавателем.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему мультивибратора на ОУ, изображенную на рисунке 44.
Рисунок 44 – Схема для исследования мультивибратора на ОУ
2. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой (рекомендуется использовать полученные при расчете).
3. Включить схему.
|
|
|
4. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. На экране можно наблюдать изменение напряжения на конденсаторе и выходной сигнал (рисунок 45)
Рисунок 45 – Осциллограммы напряжения на конденсаторе и выходного сигнала
5. Используя показания осциллографа рассчитать параметры выходного импульсного сигнала..
6. Изменяя значения сопротивления резисторов R1 и R2 , а затем емкости конденсатора С1, проследить за изменениями выходного сигнала.
7. Сделать вывод.
Лабораторная работа №11 Исследование одновибратора на операционном усилителе
Цель работы: Построение схемы и изучение принципа работы одновибратора на ОУ.
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое одновибратор?
2. Расскажите об области применения одновибраторов.
3. Сколько устойчивых состояний имеет одновибратор?
4. Нарисуйте схему одновибратора на операционном усилителе.
5. Расскажите о назначении элементов схемы.
6. Поясните принцип работы одновибратора.
7. Чем определяется амплитуда входных импульсов?
8. Чем ограничивается максимальная частота входных импульсов.
9. По какой формуле можно рассчитать длительность импульса, формируемого одновибратором?
10. По какой формуле можно рассчитать длительность стадии восстановления?
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему одновибратора на ОУ, изображенную на рисунке 46.
Рисунок 46 – Схема для исследования одновибратора на ОУ
2. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой (рекомендуется использовать полученные при расчете).
3. Включить схему.
4. Настроить функциональный генератор (рисунок 47)
5. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. На экране можно наблюдать входной и выходной сигнал (рисунок 48)
Рисунок 47 – Настройка функционального генератора
Рисунок 48 – Осциллограммы входного и выходного сигнала
6. Используя показания осциллографа рассчитать параметры выходного импульсного сигнала.
7. Изменяя значения сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1, проследить за изменениями выходного сигнала.
8. Сделать вывод
Лабораторная работа №12 Исследование генераторов линейно изменяющегося напряжения
Цель работы: Построение схем и изучение принципа работы генераторов линейно изменяющегося напряжения.
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое линейно изменяющееся напряжение? Какие типы ГЛИН вам известны?
2. Расскажите об области применения линейно изменяющегося напряжения.
3. Перечислите основные параметры линейно изменяющегося напряжения.
4. Как определить коэффициент использования напряжения источника питания?
5. Расскажите о принципе работы ГЛИН, сипользуя единую эквивалентную схему.
6. Нарисуйте схему ГЛИН на биполярном транзисторе. Опишите принцип ее работы.
7. Нарисуйте схему ГЛИН на логическом элементе И-НЕ. Опишите принцип ее работы.
8. Нарисуйте схему ГЛИН на операционном усилителе. Опишите принцип ее работы.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему генератора линейно изменяющегося напряжения, изображенную на рисунке 49.
Рисунок 49 – Генератор линейно изменяющегося напряжения на биполярном транзисторе
2. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой.
3. Установить параметры функционального генератора в соответствии с рисунком 50.
Рисунок 50 – Настройка функционального генератора
4. Включить схему.
5. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. На экране можно наблюдать изменение выходного сигнала (Рисунок 51)
Рисунок 51 – Осциллограмма выходного напряжения
6. Изменяя параметры схемы наблюдать за изменением выходного напряжения.
7. Собрать схему генератора линейно изменяющегося напряжения, изображенную на рисунке 52.
Рисунок 52 – Генератор линейно изменяющегося напряжения на логическом элементе И-НЕ
8. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой.
9. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. На экране можно наблюдать изменение выходного сигнала.
10. Изменяя параметры схемы наблюдать за изменением выходного напряжения.
11. Собрать схему генератора линейно изменяющегося напряжения, изображенную на рисунке 53.
Рисунок 53 – Генератор линейно изменяющегося напряжения на операционном усилителе
12. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой.
13. Установить параметры функционального генератора в соответствии с рисунком 54.
Рисунок 54 – Настройка функционального генератора
14. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. На экране можно наблюдать изменение выходного сигнала.
15. Изменяя параметры схемы наблюдать за изменением выходного напряжения.
16. Сделать вывод.
Лабораторная работа №13 Исследование логических схем И и ИЛИ
Цель работы: изучение принципа действия логических схем И и ИЛИ на диодах и экспериментальное подтверждение их таблиц истинности.
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое и для чего служат логические сообщения?
2. Для чего предназначены логические операции?
3. Что такое инверсия? Как записывается эта операция? Нарисуйте условное графическое обозначение соответствующего логического элемента. Нарисуйте схему логического элемента на транзисторах.
4. Что такое дизъюнкция? Как записывается эта операция? Нарисуйте условное графическое обозначение соответствующего логического элемента. Нарисуйте схему логического элемента на транзисторах.
5. Что такое конъюнкция? Как записывается эта операция? Нарисуйте условное графическое обозначение соответствующего логического элемента. Нарисуйте схему логического элемента на транзисторах.
6. Нарисуйте условное графическое обозначение и таблицу истинности логического элемента И-НЕ.
7. Нарисуйте условное графическое обозначение и таблицу истинности логического элемента ИЛИ-НЕ.
8. Что такое ТТЛ-логика? Нарисуйте схему логического элемента И–НЕ ТТЛ-логики. Поясните принцип работы схемы.
9. Что такое МДП-логика? Нарисуйте схему логического элемента ИЛИ–НЕ МДП-логики. Поясните принцип работы схемы.
10. Назовите основные параметры логических интегральных микросхем.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему логического элемента И, изображенную на рисунке 55.
Рисунок 55 – Схема для исследования логического элемента И
2. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой.
Таблица 7 – Таблица истинности логического элемента И
3. Включить схему.
4. С помощью ключей (управляются клавишами [Q], [W], [E]) подать на вход схемы различные комбинации переменных А, В и С. Значения функции F занести в таблицу 7.
5. Собрать схему логического элемента ИЛИ, изображенную на рисунке 56.
Рисунок 56 – Схема для исследования логического элемента ИЛИ
Таблица 8 – Таблица истинности логического элемента ИЛИ
6. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой.
7. Включить схему.
8. С помощью ключей (управляются клавишами [Q], [W], [E]) подать на вход схемы различные комбинации переменных А, В и С. Значения функции F занести в таблицу 8.
9. Сделать вывод.
Лабораторная работа №14 Исследование полусумматора и сумматора
Цель работы: Построение схем и изучение принципа действия комбинационных логических схем на примере полусумматора и сумматора. Экспериментальное подтверждение таблицы истинности полусумматора.
Вопросы для самоподготовки
1. Для чего предназначены комбинационные логические схемы?
2. Приведите примеры комбинационных логических схем.
3. Что такое система счисления? Приведите примеры позиционной и непозиционной систем счисления. Расскажите о двоичной системе счисления.
4. Что такое полусумматор?
5. Нарисуйте условное графическое обозначение и поясните назначение выводов полусумматора.
6. Нарисуйте схему полусумматора на логических элементах и поясните принцип ее работы.
7. Составьте таблицу истинности полусумматора.
8. Что такое сумматор?
9. Нарисуйте условное графическое обозначение и поясните назначение выводов сумматора.
10. Нарисуйте схему полусумматора и поясните принцип ее работы.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему, изображенную на рисунке 57.
Рисунок 57 – Схема для исследования полусумматора
2. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой.
3. Включить схему.
4. С помощью ключей (управляются клавишами [R] и [E]) подать на вход схемы различные комбинации одноразрядных двоичных чисел А и В. Значения выходов S и P занести в таблицу 9.
Таблица 9 – Таблица истинности полусумматора
5. Собрать схему, изображенную на рисунке 58.
Рисунок 58 – Сумматор для сложения трехразрядных двоичных чисел
6. Преобразовать в двоичную систему числа А (5) и В (7). Записать их поразрядно в таблицу 10 (сейчас в таблицу записаны числа 2 и 4; результат – число 6)
Таблица 10 – Результаты работы сумматора
7. Повторить исследование с двумя другими цифрами. Занести результаты в таблицу.
8. Сделать вывод.
Лабораторная работа №15 Исследование RS-триггера
Цель работы: Построение схемы и изучение принципа работы RS-триггера.
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое триггер? Какие типы триггеров вам известны?
2. Нарисуйте схему RS-триггера на транзисторах, поясните принцип ее работы.
3. Нарисуйте схему асинхронного RS-триггера на логических элементах. Поясните принцип его работы.
4. Нарисуйте таблицу состояний асинхронного RS-триггера.
5. Нарисуйте схему синхронного RS-триггера на логических элементах. Поясните принцип его работы.
6. Нарисуйте схему D-триггера на логических элементах. Поясните принцип его работы.
7. Расскажите о JK-триггерах и Т-триггерах.
8. Нарисуйте схему преобразования JK-триггера в Т-триггер.
9. Расскажите об области применения триггеров.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему, изображенную на рисунке 59.
2. С помощью ключей (управляются клавишами [W] и [Q]) подать на вход схемы комбинации значений R и S. Значения выходов занести в таблицу 11.
Рисунок 59 – Схема для исследования асинхронного RS-триггера
Таблица 11 – Таблица истинности синхронного RS-триггера
Рисунок 60 – Схема для исследования синхронного RS-триггера
3. Собрать схему, изображенную на рисунке 60.
4. Проанализировать работу триггера в зависимости от наличия логической единицы на тактовом входе С.
5. Сделать вывод.
Лабораторная работа №16 Исследование последовательного и параллельного регистров
Цель работы: Построение схем и изучение принципа работы последовательного и параллельного регистров на D-триггерах
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое регистры? Каково их назначение?
2. Расскажите об устройстве регистров.
3. Как подразделяются регистры по способу ввода и вывода информации.
4. Как подразделяются регистры по характеру представления информации.
5. Какие триггеры используются для построения регистров.
6. Нарисуйте схему и опишите принцип работы последовательного регистра.
7. Какие функции может выполнять последовательный регистр?
8. Нарисуйте схему и опишите принцип работы параллельного регистра.
9. Нарисуйте схему и опишите принцип работы параллельно-последовательного регистра.
10. Расскажите о реверсивных регистрах.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему последовательного регистра на D-триггерах, изображенную на рисунке 61.
Рисунок 61 – Схема для исследования последовательного регистра
2. Включить схему.
3. При подаче на вход Х логических единиц и нулей кратковременно нажимать клавишу [С] для имитации тактового импульса. Наблюдать, как происходит запись данных в последовательный регистр
4. Собрать схему параллельного регистра (рисунок 62).
Рисунок 62 – Схема для исследования параллельного регистра
5. Подать на входы X, Y и Z трехзначное двоичное число.
6. Кратковременным нажатием клавиши [С] имитировать тактовый импульс.
7. Наблюдать запись числа в параллельный регистр.
8. Сделать вывод.
Рекомендации по подготовке отчетов.
1. При подготовке отчета программа EWB позволяет распечатать исследуемые схемы, описания к ним, показания приборов и полученные характеристики. Для этого в меню File следует выбрать пункт Print… и в диалоговом окне отметить компоненты, выводимые на печать (Рисунок 71), и необходимое увеличение. После чего нажать кнопку Print.
Рисунок 71 – Выбор компонентов для вывода на печать
2. При отсутствии принтера отчет можно подготовить в MicrosoftWord, используя пункт CopyasBitmap (меню Edit) для получения необходимых изображений. После выбора данного пункта курсор приобретает форму крестика, с помощью которого при нажатой левой кнопке мыши выделяется область экрана, необходимая для отчета. После отпускания кнопки мыши выделенный фрагмент передается в буфер обмена и может быть вставлен в документ MicrosoftWord по команде контекстного меню Вставить.
3. Использование бесплатной программы Cute PDF Writer позволяет выполнять печать прямо из EWB в PDF-файл. Для этого после установки программы следует выбрать принтером по умолчанию Cute PDF Writer либо выбрать принтер в настройках печати (рисунок 72). В этом случае текстовую часть отчета можно написать в программе EWB. Для этого в панели инструментов Miscellaneous выбирается компонент Textbox. Для отображения кириллических символов может потребоваться выбор другого шрифта.
Рисунок 72 – Выбор принтера для печати в PDF-файл
Рекомендуемая литература
1. Бондарь И.М. Электротехника и электроника. – М.: МарТ ИЦ, 2005.
2. Галкин В.И. Промышленная электроника и микроэлектроника: Учебник для ССУЗ/ В.И. Галкин, Е.В. Пелевин. – Мн.: Беларусь, 2000.
3. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/ Под ред. В.А.Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
4. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа ElectronicsWorkbench и ее применение. – М.: СОЛОН – Р, 2001.
5. Колонтаевский Ю.Ф. Лабораторный практикум по радиоэлектронике. – М.: Высшая школа, 1989.
6. Колонтаевский Ю.Ф. Радиоэлектроника: Учебное пособие для СПТУ. – М.: Высшая школа, 1988.
7. Костеневич С.О. Радиоэлектроника: Учебное пособие.– В 2-х ч. – Мн. 2000.
8. Прянишников В. А. Электроника. Полный курс лекций. 5-е издание. – Учебник для высших и средних учебных заведений – М.: Корона-принт, 2003
9. Толкачев Г.Б. Лабораторные работы по радиоэлектронике. – М.: Высшая школа, 1978.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2424; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!