Описание лабораторной установки.

Шымкент-2014

 

 

УДК___________

 

Составитель: Карташова А.В., ст.преподаватель.

Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Методы и средства измерения в телекоммуникации» для студентов специальности: 5В071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации» очной формы обучения.

Шымкент: Университет «Мирас», 2014,

 

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Цифровые устройства и микропроцессоры» и включают все необходимые сведения по выполнению тем лабораторных занятий курса.

Методические указания выполнены для студентов специальности: 5В071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации» очной формы обучения.

 

 

Рецензент:___________________________________________

 

Рассмотрено и рекомендовано к изданию заседанием кафедры «Радиотехника, электроника и телекоммуникация» (протокол № от «___» ___ 2014г.), методической комиссией института (протокол № от «___» ____ 2014г.).

 

 

Рекомендовано к изданию методическим Советом университета «Мирас»

(протокол № __ от «___» ______2014__ г.).

 

 

УНИВЕРСИТЕТ «МИРАС»

 

 

УНИВЕРСИТЕТ «МИРАС»

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………........….....................
Лабораторнаяработа№1.............................................................................
Лабораторная работа №2...................................................................................
Лабораторная работа №3...................................................................................
Лабораторная работа №4...................................................................................
Лабораторная работа №5...................................................................................
Лабораторная работа №6...................................................................................
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА..........................................................................

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Методические указания предназначены для проведения лабораторных работ по курсу «Методы и средства измерения в телекоммуникации» для студентовспециальности5В071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации». Работы выполняются в электронной системе Electronics Workbench. Система позволяет проводить лабораторные работы по исследованию следующих элементов, узлов и устройств цифровой вычислительной техники:

- логических элементов НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И, И-НЕ, исключающее ИЛИ, равнозначность;

- комбинационных узлов, собранных на базовых логических элементах (ЛЭ);

- комбинационных узлов, выполненных на основе дешифратора,

мультиплексора, демультиплексора, преобразователя двоичного кода вкод семисегментного индикатора, двоичного сумматора, четырехразрядного арифметико-логического устройства (АЛУ);

- последовательностных элементов (триггеров, регистров, счетчиков), собранных на базовых ЛЭ и интегральных микросхем.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Подготовка к работе

При подготовке к работе следует:

по конспектам лекций и рекомендованной литературе изучить теоретический материал, относящийся к данной работе;

ознакомиться с описанием, выполнить расчетную часть лабораторнойработы и продумать ответы на контрольные вопросы; составить краткую программу выполнения лабораторной работы; ознакомиться с применяемыми в работе измерительной аппаратурой и вычислительными средствами.

2. Выполнение работ в лаборатории

Лабораторные работы выполняются только в часы, предусмотренные расписанием, бригадами по 2–4 человека. Выполнению работы предшествует проверка готовности студента к работе, при этом студент должен представить все материалы, подготовленные в соответствии с п. 1, и ответить на вопросы преподавателя по теории предстоящей работы и методике ее выполнения. Если результаты проверки готовности будут признаны удовлетворительными, студент получает допуск к работе. Работа в лаборатории считается законченной только после просмотра и утверждения полученных результатов преподавателем. По окончании работы студент должен выключить все приборы и источники электропитания и привести рабочее место в порядок.

3. Техника безопасности при выполнении работ

Выполнение лабораторных работ в лаборатории цифровых устройств связано с использованием электрических напряжений, которые могут привести к несчастным случаям, поэтому студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после инструктажа по технике безопасности. Инструктаж проводится преподавателем и его проведение подтверждается личной подписью студента в специальном журнале. Учебные работы в лаборатории без преподавателя или лаборанта запрещены. Включение установок производится только с разрешения преподавателя. Запрещается оставлять без присмотра включенные лабораторные установки, касаться руками обнаженных проводов и деталей, находящихся под напряжением. Запрещается переключать без необходимости переключатели, нажимать кнопки, вращать ручки настройки и регулировок.

Запрещается загромождать рабочие места одеждой, портфелями, книгами и другими предметами, не относящимися к выполняемой работе. При обнаружении неисправности необходимо немедленно прекратить работу, выключить установку и сообщить преподавателю о случившемся. Если произошел несчастный случай, то необходимо немедленно:

- снять напряжение с установки путем отключения;

- сообщить преподавателю или лаборанту;

- оказать первую медицинскую помощь;

- вызвать по телефону 03 скорую помощь.

4. Оформление отчета и зачет по работе

Отчет о выполненной работе должен быть представлен на листах писчей бумаги формата А4. Зачет по работе студент получает только после представления отчета.

ЛАБОРАТОНАЯ РАБОТА №1

ОГРАНИЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ.

Цель работы: изучение принципиальных схем ограничителей мгно­венных и амплитудных значений колебаний и исследование их характери­стик; приобретение навыков экспериментального исследования преобразо­ваний сигналов в нелинейных безынерционных цепях.

Описание лабораторной установки.

В лабораторной работе исследуется транзисторный ограничитель мгновенных значений и транзисторный ограничитель амплитудных значе­ний.

На рис.3.1 изображена электрическая схема исследуемого ограничите­ля колебаний.

Рис. 3.1. Схема ограничителя.

В качестве нелинейного элемента используется полевой транзистор VТ1. Нагрузку транзистора можно менять: при нажатии кнопки "R" на­грузкой транзистора служит резистор R, и мы имеем возможность иссле­довать ограничитель мгновенных значений; при нажатии кнопки "LС" в выходную цепь транзистора включается параллельный колебательный контур LС, и мы имеем возможность исследовать ограничитель амплитуд­ных значений.

Гнезда 4, 5 используются для подключения осциллографа. При вы­полнении лабораторной работы наблюдается форма сигнала на входе транзистора (гнездо 4), на его выходе (гнездо 5). Амплитуда выходного тока транзистора измеряется миллиамперметром, который находится на лице­вой панели лабораторного макета. Диод VD1, конденсаторы с_н резистор R_н не входят в состав ограничителя и используются с целью измерения выходного тока транзистора (кнопки 3, 30, 300 должны быть отжаты).

В лабораторной работе используется генератор низкочастотных гар­монических колебаний и осциллограф.

Напряжение смещения, как в схеме транзисторного ограничителя мгновенных значений, так и в схеме транзисторного ограничителя ампли­тудных значений регулируется ручкой "смещение" на лицевой панели ла­бораторного макета.

Вольтметр, расположенный на лицевой панели, показывает значение напряжения смещения (отрицательное).

Лабораторное задание.

1. Исследовать транзисторный ограничитель мгновенных значений.

2. Исследовать транзисторный ограничитель амплитудных значе­ний.

 

Методические указания.

1. Исследовать транзисторный ограничитель мгновенных значений.

1.1. Включить лабораторную установку и блок №1 лабораторной ус­тановки. Включить измерительные приборы. Нажатием кнопки "R" вклю­чить в выходную цепь транзистора нагрузку R.

1.2. Снять и построить вольтамперную характеристику (ВАХ) тран­зистора.

Для снятия ВАХ транзистора необходимо изменять напряжение смещения Е_см от 0 до 3 через 0,2 В (вольтметр показывает отрицательные напряжения). Для каждого показания миллиамперметра, показывающего значение тока при нажатой кнопке, расположенной в правой нижней части задней стенки лабораторной установки. Результаты измерений тока зане­сти в таблицу 1.1

Таблица 3.1.

Есм,В		-0,2	-0,4	-0,6	-0,8	…….	-2,4	-2,6	-2,8	-3
I,мА

По табличным данным построить ВАХ.

 

1.3. Получить выходной сигнал без ограничения.

1.3.1.По построеннойВАХ определить значение напряжения смеще­ния Е_см, которой соответствует середине линейного участка ВАХ. По той же характеристике определить максимальную амплитуду входного напря­жения, которая не выходит за пределы линейного участка ВАХ.

1.3.2.Подключить генератор НЧ к входному гнезду 3 транзисторного ограничителя. На генераторе установить частоту 14 кГц и выходное на­пряжение, определенное по ВАХ. Установить напряжение смещения Е_см, выбранное по ВАХ,

1.3.3.Соединить вход Y₁ осциллографа с гнездом 3, а вход Y₂ с гнез­дом 5. Синхронизация осциллографа в режиме "вход 1".

1.3.4.Зарисовать одну под другой полученные осциллограммы на входе и выходе ограничителя и записать напряжение смещения и амплиту­ду напряжения генератора.

1.4. Получить ограничение снизу.

1.4.1. По ВАХ определить значение напряжения смещения Е _см, кото­рое соответствует нижнему загибу ВАХ.

1.4.2. Ручкой Е_см установить найденное значение напряжения сме­щения.

1.4.3. Значения частоты и амплитуды выходного сигнала генератора НЧ оставить такими же, как в п. 1.3.1.

1.4.4. Зарисовать полученные осциллограммы, и записать напряжения смещения на выходе генератора.

1.5. Получить двустороннее ограничение.

1.5.1. Ручкой Е_см установить напряжение смещения, соответствую­щее середине линейного участка ВАХ.

1.5.2. На генераторе НЧ установить амплитуду выходного сигнала в несколько раз больше, чем в п. 1.3.

1.5.3. Плавно изменяя напряжение смещения добиться симметрично­го ограничения синусоидального колебания как сверху, так и снизу.

1.5.4. 3арисовать полученные осциллограммы и записать напряжения смещения и на выходе генератора.

2. Исследовать транзисторный ограничитель амплитудных значений.

2.1. Нажатием кнопки "LС" включить в выходную цепь транзистора LС колебательный контур.

2.2.Установить напряжение смещения Е_см, соответствующее середи­не прямолинейного участка ВАХ.

2.3. Подключить к гнезду 3 вход Y₁ осциллографа, к гнезду 5 подключить Y₂.

2.4. Оставив подключенным к гнезду 3 генератор низкой частоты, ус­тановить на его выходе амплитуду колебаний 0,5В. Изменяя частоту ГНЧ от 11 до 17 кГц, добиться резонанса в контуре по максимуму амплитуды выходного сигнала на экране осциллографа. Значение частоты f_р записать.

2.5. Снять и построить амплитудную характеристику ограничителя амплитудных значений.

2.5.1. Установить напряжение, смещения Е_см, соответствующее сере­дине линейного участка ВАХ.

2.5.2. Оставив подключенным к гнезду 3 ГНЧ, установить f_р. Изменяя входное напряжение U_вх от 0 до 5В через 0,4В. Для каждого U_вх регистри­ровать показания миллиамперметра, показывающего значение амплитуды тока, которые будут пропорциональны напряжению на контуре. Результа­ты измерений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Uвх,В		0,5		1,5		…….	3,5		4,5
I,мА

 

По табличным данным построить амплитудную характеристику ог­раничителя I=f(U_вх).

2.6. Наблюдать и зарисовать полученные осциллограммы при различных режимах работы транзистора.

2.6.1. Установить напряжение смещения Е_СМ, соответствующее середине линейного участка ВАХ.

2.6.2. Оставив подключенным к гнезду 3 ГНЧ, установить f_р и амплитуду выходного напряжения, найденное п. 1.3.1.

2.6.3. Соединить входы “Y₁” и “Y₂” осциллографа с гнездами 3 и 5 лабораторной установки.

2.6.4. Зарисовать полученные осциллограммы.

2.6.5. Установить напряжение смещения Е_СМ, соответствующее нижнему загибу ВАХ.

2.6.6. Зарисовать полученные осциллограммы.

2.6.7. Установить напряжение смещения Е_СМ, соответствующее середине линейного участка ВАХ.

2.6.8. Установить амплитуду выходного напряжения в 2 раза больше, чем в п. 2.6.2.

2.6.9. Зарисовать полученные осциллограммы.

 

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Структурные схемы измерений.

2. Принципиальные электрические схемы транзисторного ограничи­теля мгновенных значений, и транзисторного ограничителя амплитудных значений, исследуемых в лабораторных работе.

3. Осциллограммы колебаний.

4. Таблицы измерений и графики характеристик.

5. Выводы по результатам исследований.

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение угла отсечки.

2. Объясните с помощью метода трех координатных плоскостей сущность метода угла отсечки.

3. В чём заключается принцип ограничения колебаний?

4. Чем отличаются ограничители мгновенных значений от ампли­тудных ограничителей?

5. Нарисуйте принципиальные схемы диодных ограничителей свер­ху, снизу и с двухсторонним ограничением и объясните принцип работы этих схем.

6. Нарисуйте временные диаграммы и амплитудные характеристики ограничителей сверху, снизу и с двухсторонним ограничением.

7. Нарисуйте принципиальную схему ограничителя амплитудных значений на транзисторе и объясните принцип работы.

8. Укажите область применения ограничителей мгновенных значе­ний и амплитудных ограничителей.

9. Объясните назначение колебательного контура в ограничителе амплитуд.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: