Главная
страница 1
Национальный исследовательский университет ресурсоэффективных технологий

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»




Отчет по лабораторной работе №5

по дисциплине ЭЛЕКТРОНИКА

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ОУ

Выполнил: студент гр. 8в83

Лайком Д.Н.

Проверил: доцент

Заревич А.И.

Томск 2010



Цель работы:

получить первоначальные навыки выполнения лабораторных работ по аналоговой электронике в программно-аппаратной среде NI ELVIS.



Задачи работы:

  • изучить с целью дальнейшего использования в лабораторном цикле разделы книги №1 «Введение в NI ELVIS»;

  • ознакомиться с инструкцией по охране труда в лабораториях кафедры КИСМ ЭФФ;

  • подготовиться и практически освоить предложенную программу работ по аналоговой электронике и защитить ее.

ХОД РАБОТЫ:

4.2 Измерение параметров различных электронных компонентов.

R1=2.215 кОм (номинал 2.2 кОм);

R3=19.84 кОм (номинал 20 кОм);

R4=100.1 кОм (номинал 100 кОм);

С1=0.976 nF (номинал 1 микрофарада);

С10=46.546 nF (номинал 47 nF).

Причины несовпадения:

1)Разные методики получения данных;

2)Временной фактор (снижение показателей приборов с течением времени);

3)Округление данных.



4.3 Снятие ВАХ двухполюсников:



Рис. 1. Схема эксперимента для снятия ВАХ двухполюсников (резисторов и диодов)

Резистор R1





Рис. 2. ВАХ резистора R1

График в виде прямой, так как прямая зависимость между сопротивлением, силой тока и напряжением. U=I*R (закон Ома).

Кремниевый точечный диод VD1:






а) б)


Рис. 3. ВАХ диода VD1 (а – прямая ветвь, б – обратная ветвь)
Нелинейный вид ВАХ объясняется свойством полупроводника менять свое сопротивление при изменении напряжения на нем.

Диод Шоттки VD2:











а) б)

Рис. 4. ВАХ диода Шоттки VD2 (а – прямая ветвь, б – обратная ветвь)

Особенностью диода Шоттки является то, что он имеет прямое падение напряжения порядка 0.2—0.4 вольт. Прямая ветвь ВАХ у диодов Шоттки подчиняется экспоненциальному закону в широком диапазоне токов. При прямом включении ВАХ диода Шоттки возрастает быстрее, чем у выпрямительного диода и стабилитрона.

Кремниевый стабилитрон VD3:


а)


б)







Рис. 5. ВАХ стабилитрона VD3 (а – прямая ветвь, б – обратная ветвь)

Полученный график совпадает с теоретическим. Стабилитроны - приборы, на основе p-n-p перехода, предназначенные для стабилизации напряжения. Стабилитрон – полупроводниковый диод, ВАХ который имеет участок малой зависимости приложенного напряжения от тока, протекающего через него. Такой участок лежит на обратной ветви ВАХ и возникает в результате пробоя диода (лавинного или туннельного).

Снятие выходных ВАХ биполярного транзистора VT1:



Рис. 6. Схема эксперимента для снятия выходных ВАХ транзистора

Рис. 7. Выходные ВАХ транзистора

Маломощный биполярный транзистор n-p-n типа по схеме включения с общим эмиттером. Формула для тока коллектора выглядит следующим образом: IK = g(UKЭ)/IR = const

Снятие входных ВАХ биполярного транзистора VT1:

а) б)


Рис. 8. Схемы для снятия входных ВАХ транзистора (а - Uкэ=0V; б - Uкэ=+5V)



Рис. 9. Входная ВАХ транзистора, схема а



Рис. 10. Входная ВАХ транзистора, схема б

При Uкэ = 0В биполярный транзистор ведет себя как обычный p-n переход (режим насыщения). Входная ВАХ транзистора при Uкэ=+5 В лежит левее ветви Uкэ=0 В, что объясняется разными значениями Uкэ. Можно наблюдать в выходной характеристике при Uкэ=+5 В отрицательные значения тока, но ими можно пренебречь так, как они слишком малы. Отличие этих ВАХ состоит в том, что при Uкэ=+5 В ток начинает увеличиваться позже и быстрее, чем при Uкэ = 0В.



4.4 Исследование резистивного делителя напряжения постоянного тока.



Рис. 11. Схема исследования резистивного делителя напряжения постоянного тока



Рис. 12. Входное напряжение Рис. 13. Выходное напряжение

R3=19.8 кОм

R4=100 кОм

Рассчитаем выходное напряжение, приняв входное напряжение равным 5 В:



= = = 4,168 (В).

Как видно, теоретические и практические значения отличаются незначительно (1 – 2%), что связано с неточностью метода измерения и температурной поправкой.



4.5 Делитель с изменяющимися значениями выходного напряжения.

Таблица №2

Определение коэффициента передачи делителя.

U



Коэффициент передачи делителя

1,953

1,578

0,807988

3,942

3,186

0,808219

5,934

4,796

0,808224

7,921

6,403

0,808358

9,913

8,013

0,808332

11,904

9,623

0,808384

Теоретическое значение коэффициента передачи k = = == 0,8335.

//Посчитай средний коэффициент 3 столбец!!!!!!!!!!!!

Таким образом, максимальное отклонение экспериментального значения от теоретического наблюдается при входном напряжении 1,953 В и составляет 3%. Изменение коэффициента передачи объясняется зависимостью сопротивлений резисторов от входного напряжения. Резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики. Причина зависимости сопротивлений резисторов от входного напряжения - зависимость концентрации носителей тока и их подвижности от напряженности электрического поля.

4.6 Делитель с изменяющимися значениями выходного напряжения с переменными сопротивлениями.

Используя переменное сопротивление R22, возможно управлять коэффициентом передачи.



Uвх, В

Uвых, В

Коэффициент передачи

5,105

5,105

1,000




4,938

0,967




4,58

0,897




4,103

0,804




3,823

0,749




3,244

0,635




2,895

0,567




2,586

0,507

4.7 Проверка последовательной RC-цепи с помощью функционального генератора и осциллографа.

безымянный7

Рис. 14. Схема исследования последовательной CR-цепи

Частота среза CR-цепи: = 1529 ГЦ



Рис. 15. Функциональный генератор с выставленной частотой; выходные сигналы RC-цепи

На графике заметен фазовый сдвиг сигнала А к сигналу В. Это происходит из-за того, что на конденсаторе происходит накопление заряда, что и провоцирует сдвиг фазы. При этом падает напряжение на сопротивлении и уменьшается амплитуда напряжения. Вследствие этих факторов график построен верно.

Разность фаз на каналах А и В между входными сигналами:

Δφ = 2*pi*f*dT

Δφ = 55.01°

Коэффициент передачи К=1,55

Получен допустимый сдвиг фаз.

Частота ниже нормы:



Рис.16. Выставленная частота ниже нормы; выходные сигналы RC-цепи

Сдвиг фаз

Δφ = 2*pi*f*dT

Δφ = 55.01°

Коэффициент передачи К=1,75

Частота ниже нормы:



Рис.16.a. Выставленная частота ниже нормы; выходные сигналы RC-цепи

Сдвиг фаз

Δφ = 2*pi*f*dT

Δφ = 79.22°

Коэффициент передачи К=2,12

Частота выше нормы:





Рис. 17. Выставленная частота выше нормы; выходные сигналы RC-цепи

Сдвиг фаз

Δφ = 2*pi*f*dT

Δφ = 27.5°

Коэффициент передачи К=1,4

Частота выше нормы:





Рис. 17.a. Выставленная частота выше нормы; выходные сигналы RC-цепи

Сдвиг фаз Δφ = 2*pi*f*dT

Δφ = 28.6°

Коэффициент передачи К=1,32



4.8 АЧХ/ФЧХ RC-цепи

Рис. 18. Графики АЧХ (сверху) и ФЧХ (снизу)

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) или амплитудный отклик – это зависимость коэффициента усиления схемы, выраженного в децибелах, от десятичного логарифма частоты.

Фазово-частотная характеристика (ФЧХ) или фазовый отклик – это зависимость разности фаз между входными и выходными сигналами от десятичного логарифма частоты.

С увеличением частоты увеличиваются амплитудные значения RC-цепи, а сдвиг фазы уменьшается. Получено графическое доказание теоретического содержания п. 4.7.

Данная RC схема является фильтром высших частот, т.е. передает без изменений сигналы высоких частот, а на низких частотах обеспечивает затухание сигналов и опережение их по фазе относительно входных сигналов.

//К считается как U вых дел на U вх



//Т.е сиреневую на зеленую . К должен получиться меньше 1


Смотрите также:
Отчет по лабораторной работе №5 по дисциплине электроника
119.38kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №5 по дисциплине электроника
97.38kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №2 по курсу «Электроника»
177.26kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №4 по дисциплине «Операционные системы»
90.67kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №5 по дисциплине Методы оптимизации
69.77kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №8 по дисциплине «Информационно-поисковые системы»
40.89kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №3 по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
187.36kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №3 «Модели стационарных рядов arma, и нестационарных arima»
55.97kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №7 студент 3 курса гр. И-912 Алиева М. И. Проверила : ст
484.17kb.
4 стр.
Методические указания к лабораторной работе №1 «Изучение лабораторного комплекса sdk 1» по дисциплине «Микропроцессорные системы»
50.73kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №3 «Модели стационарных рядов arma и нестационарных arima»
36.42kb.
1 стр.
Отчет по лабораторной работе №3 «Модели стационарных рядов arma и нестационарных arima»
21.05kb.
1 стр.