Понедельник, 23.04.2018, 11:35
| RSS

Главная | impuls1.htm

Меню сайта
Календарь новостей
«  Апрель 2018  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30
Друзья сайта
Статистика
Rated by MyTOP
SpyLOG

 
 

«ИМПУЛЬС»

Учебно-лабораторный стенд

 

Содержание

 

1.    Назначение

2.    Технические характеристики

3.    Конструкция стенда

4.    Лабораторная работа №1 "Электронные ключи”

5.    Лабораторная работа №2 "Одновибраторы”

6.    Лабораторная работа №3 "Генераторы”

7.    Лабораторная работа №4 "ЦАП, АЦП”

  

1.   Назначение.

Учебно-лабораторный стенд "ИМПУЛЬС” (в дальнейшем по тексту "стенд”) предназначен для реализации следующих  лабораторных работ учебного курса "Цифровая схемотехника”:

"Электронные ключи”;

-  "Одновибраторы”;

-  "Генераторы”;

-  "ЦАП,  АЦП”.

 

2.   Технические характеристики.

2.1. Количество реализуемых лабораторних работ  -                   4

2.2. Входной сигнал -       импульсы положительной полярности

2.3. Минимальная амплитуда входного сигнала -                      0 В

2.4. Максимальная амплитуда входного сигнала -                  5,0 В

2.5. Минимальная длительность входного импульса -        2,0 мкс

2.6. Минимальная амплитуда выходного сигнала -               - 0,7 В

2.7. Максимальная амплитуда выходного сигнала -                5,0 В

2.8. Пределы регулирования управляющего напряжения - 0-3,6 В

2.9. Лабораторная работа № 1 "Электронные ключи”

2.9.1. Длительность входного импульса -                       30-40 мкс

2.10. Лабораторная работа № 2 "Одновибраторы”

2.10.1. Длительность входного импульса (ОУ), не менее- 30 мкс

2.10.2. Длительность входного импульса (ЛЕ) -         2,0-10,0 мкс

2.10.3. Длительность выходного импульса (ОУ) -     130-500 мкс

2.10.3. Длительность выходного импульса (ЛЕ) -          20-80 мкс

2.11. Лабораторная работа № 2 "Генераторы”

2.11.1. Выходная частота (ОУ) -                                  900-3500 Гц

2.11.2. Выходная частота (таймер) -                          1500-5000 Гц

2.11.2. Выходная частота (ГУН) -                                  62-8000 Гц

2.12. Лабораторная работа № 2 "ЦАП, АЦП”

2.12.1. Время преобразования ЦАП, не более -                   15 мкс

2.12.2. Нелинейность ЦАП, не более -                                    0,5%

2.12.3. Нелинейность АЦП, не более -                                    0,5%

2.13. Напряжение питания -                                 сеть 220 В,  50 Гц

2.14. Потребляемая мощность, не более -                              6,5 ВА

2.15. Наличие защиты от короткого замыкания на выходе -    есть

2.16. Габаритные размеры, не более -                      350*190*75 мм           

 

3. Конструкция   стенда.

Конструктивно стенд выполнен в виде законченной конструкции (рис. 1), которая находится в ударопрочном металлическом корпусе из анодированного алюминия.

 

рис.1

 

На лицевую панель стенда (рис.2) нанесен цветной рисунок схем лабораторных работ, а так же расположены органы управления и индикации:

  

рис.2

 

-  переключатели П1 – П7  коммутируют режимы    лабораторных работ;

-  регулятор U вх. изменяет входное напряжение АЦП и  управляющее напряжение ГУН в пределах 0 – 3,6 В;

-  индикатор «Сеть» сигнализирует о подключении стенда к питающей сети;

-  индикаторы ЛАБ1-ЛАБ4 индицируют активную лабораторную работу;

-  индикаторы лабораторной работы № 4 «ЦАП, АЦП»  отображают  выходной двоичный код.

На передней панели стенда (рис. 1) расположены клеммы, которые подключены к контрольным точкам схемы. На задней панели (рис.3)  находится переключатель лабораторных работ, разъемы для подключения внешнего генератора, питающей сети и выключатель питания.

 

рис.3

 4.  Лабораторная работа №1 "Электронные ключи”.

 Электронные ключи характеризуются следующими основными параметрами: U0 1,U1 1  — граничные уровни нулевого и единичного входных сигналов; Uпор   —   пороговое  напряжение;  U0 2 мах , U1 2 min    —  граничные  уровни  нулевого  и единичного выходных сигналов; Р0,1   пот   — мощность, потребляемая от источника питающего  напряжения  при  нулевом  и  единичном  напряжении  на  выходе;  t01  з.рt10  з.р ––   длительность  задержки  распространения  сигнала  через  электронный  ключ при  переключении  выходного  потенциала  соответственно  из  нулевого  состояния  в единичное  и  обратно;  t01ф  , t10 ф   —  длительность  фронта  нарастания  и  убывания выходного импульса.

В  лабораторную  установку  входят:  учебно - лабораторный  стенд «ИМПУЛЬС», генератор импульсов Г5-54 и осциллограф  С1-55.

Выход генератора прямоугольных импульсов подключается к   гнезду Ген., которое расположено на задней панели стенда. К другому гнезду  Ген. подключается первый вход осциллографа. На второй вход подается исследуемый сигнал с контрольных точек.

При измерениях используется внешняя синхронизация осциллографа от генератора прямоугольных импульсов.

 

4.1. Электронный ключ на биполярном транзисторе.

Цель  работы —  исследовать  статические  и  динамические  характеристики электронного ключа на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, и схемных методов улучшения его параметров.

 

Описание исследуемой схемы.

Исследуемый  электронный  переключатель  напряжения  собран  на n-р-n   транзисторе VТ1  типа  ВС 846В (рис. 4),  включенном  по  схеме  с  общим  эмиттером.

В  отсутствие  входного  импульса  от  генератора  Ген. U1  = 0 В  транзистор  заперт, так как  Uэб  меньше Uпор . На  коллекторе  транзистора VТ1  устанавливается  высокий потенциал U1 2 = Ek  ≈ +5В.  При подаче на вход ключа от генератора Ген.   положительного импульса, амплитуда которого превышает пороговое напряжение ключа, транзистор переходит  в  активный  режим,  а  затем  в  режим  насыщения.  На  его  коллекторе  (выходе ключа) устанавливается низкий потенциал U0 2 =Uкн  ≈ 0 . Переходные процессы отпирания  и  запирания  транзистора  зависят  от  параметров  входного  сигнала, параметров  и  схемной  реализации  электронного  ключа.  Исследуемая  схема позволяет определить влияние коллекторного сопротивления Rк = R6  или Rк = R6 ||R7  на статические и динамические параметры электронного ключа, емкости нагрузки С2  на динамические  параметры,  емкости  ускоряющего  конденсатора  С1   и  нелинейной обратной связи через диод VD1 на характер переходных процессов в транзисторном ключе. В ходе исследования переходных процессов переключения транзистора VT1 возникает необходимость определения диаграммы изменения во времени тока базы транзистора. Для этой цели в базу транзистора VT1 включен низкоомный резистор R4,  напряжение  на  котором  может  быть  проконтролировано  в контрольных точках  КТ2  и  КТЗ лабораторного стенда.


Рис.4

 

Выполнение лабораторной работы.

1. Включить питание стенда кнопкой «Сеть»

2. Переключателем лабораторных работ, который находится на задней панели, включить лабораторную работу №1 «Электронные ключи.

3. Снять и построить передаточную характеристику U2 = f (U1) и по ней определить  статические параметры ключа U0 1max, U1 1min, U0 2, U1 2 при отключенных диоде VD1, конденсаторе C1 и R7 .

Для этого на вход ключа необходимо подать положительный прямоугольный      импульс длительностью tвх = 100 мкс и частотой  1 кГц и изменяя его амплитуду U1 определять амплитуду сигнала на выходе U2. Значение U01max   соответствует наибольшей амплитуде входного сигнала, при которой VT1 остается запертым, значение U11 min — наименьшей амплитуде входного сигнала, обеспечивающего насыщение транзистора VT1.

4. Повторить п.1 при подключенном диоде VD1 (нажать П1).

5. Повторить п.1 при подключенном конденсаторе С1 (нажать П2).    

6. Повторить п.1 при подключенном резисторе R7(нажать П4). Результаты измерений по пп. 3–6 свести в таблицу 1. Диаграммы выходных напряжений построить на общем графике.                

7. Определить   переходную характеристику U2 (t) транзисторного ключа при его включении и выключении. При этом  VD1, С1, R7, С2  – отключены. Для этого на вход ключа подать прямоугольный положительный импульс, с максимальной амплитудой при которой транзистор    находится   в       активном режиме,   длительностью     tвх = 30 мкс и частотой 10 кГц.  Зарисовать с учетом масштабов диаграммы входного U1(t) и выходного U2(t) импульсов. С помощью осциллографа определить динамические параметры ключа t01зд.р., t10зд.р., t01ф, t01ф (При этом использовать на осциллографе масштаб по времени при котором можно наиболее точно определить параметры).

8. Повторить п.5 при подключенном диоде VD1 (нажат П1).

9. Повторить п.5 при подключенном конденсаторе С1 (нажат П2).

10. Повторить п.5 при подключенном конденсаторе С2 (нажат П3).

11. Повторить п.5 при подключенном резисторе R7 (нажат П4).

Результаты измерений по пп. 7–11 свести в таблицу 2. Диаграммы выходных напряжений построить на общем графике.

 

4.2. Электронный ключ на МДП – транзисторе с индуцированным каналом.

Цель работы – исследовать статические и динамические параметры переключателя напряжения на МДП – транзисторе с индуцированным каналом.

 

Описание исследуемой схемы.

Исследуемый переключатель напряжения построен на n –канальном  МДП-транзисторе  VT2  (рис. 4) типа  2N700.  В качестве его стоковой нагрузки ипользуется  нелинейное сопротивление транзистора  VT3. Резистор R2 ограничивает напряжение на затворе транзистора VT2.

В исходном состоянии при U01 = 0 канал транзистора  VT2 не индуцирован, что соответствует режиму отсечки. На выходе ключа (контрольная точка КТ6) формируется единичный уровень сигнала U1 2 = Eс ≈ +5В. Для переключения транзистора  VT2 в активный  режим на вход ключа необходимо подать от генератора Ген.  положительный импульс, амплитуда которого превышает значение порогового напряжения  Uпор  транзистора  VT2.

 

Выполнение лабораторной работы.

1. Снять и построить передаточную характеристику U2 = f (U1) и по ней определить статические параметры ключа U0 1max,            U1 1min, U0 2, U1 2 .

Для этого на вход ключа необходимо подать положительный прямоугольный импульс длительностью tвх = 100 мкс и частотой     1 кГц и изменяя его амплитуду U1 определять амплитуду сигнала на выходе U2 . Результаты свести в таблицу 3.

2. Снять переходные характеристики ключа при подаче на его вход импульсов положительной полярности с амплитудой  U1 1 = 5 В и длительностью tвх = 30 мкс и частотой 10 кГц. Зарисовать временные диаграммы входного импульса  U1(t,), напряжения на затворе транзистора Uз (t) (КТ5)   и выходного  U2(t).

3. С помощью осциллографа определить динамические параметры ключа t01 зд р., t10 зд р, t10 ф, t01 ф . Результаты свести в таблицу 4.

 


 
Copyright ООО "МикРА" г.Киев © 2018
регулятор регуляторы температуры терморегулятор измеритель-регулятор термостат термодатчик термоконтроллер контроллер программируемый программированный логический контроллер автоматизация автоматизации управление регулирование поддержание фотодатчик оптодаатчик датчик метки оптический датчик таймер терморелле термореле реле времени релле времени счетчик продукции КИП КИПиА промышленное оборудование МикРА микро микропроцессор микроконтроллер модбас modbus коммутатор фазоимпульсный модулятор