МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» им. Н.И. Вавилова
Факультет электрификации и энергообеспечения
Электроника Методические указания по выполнению лабораторных работ
Саратов 2013
Электроника: Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 110302 – «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 140106 – «Энергообеспечение предприятий АПК», 140100 – «Теплоэнергетика», 110300 – «Агроинженерия», 270119 – «Теплогазоснабжение и вентиляция». Сост.: А.В. Шкуратов, А.В. Бугарь; ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2013. 70с.
Содержание
|
Введение ……………………………………………………………... Описание лабораторных стендов………………………………………. Указания по безопасности…………………………………………….. 4 1. Лабораторная работа № 1. Исследование транзистора……… 2. Лабораторная работа № 2. Исследование выпрямителя …….. 3. Лабораторная работа № 3. Исследование усилителя ………… 4. Лабораторная работа № 4. Исследование логических элементов ………………………………………………………………………….. 5. Лабораторная работа № 5. Исследование триггеров …………. 6. Лабораторная работа № 6. Исследование сумматора ………… Литература …………….…………………………………………... Приложение. Библиотека компонентов программы Electronics Workbench |
4 5
9 10 19 26
37 47 53 60 61 |
Введение
Описание лабораторных работ предназначено для студентов Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова при изучении дисциплин «Электроника», «Электроника, микропроцессорная техника и средства связи», «Микропроцессорные средства и техника связи», «Электронная техника в АСУ ТП». Данные методические указания могут быть использованы также студентами, изучающими соответствующие разделы дисциплины «Электротехника и электроника».
Перечень лабораторных работ и последовательность их выполнения определяются программой по изучаемой дисциплине для каждой специальности.
Ряд лабораторных работ может выполняться на лабораторных установках, стендах, персональном компьютере. Выбор типа материальной базы для выполнения лабораторной работы производится преподавателем и указывается студентам перед подготовкой к выполнению лабораторных работ.
Описание лабораторных стендов
Лабораторные работы выполняются на лабораторном стенде «Электроника», универсальном стенде по основам автоматики и электронно-вычислительной техники, стенде по исследованию элементной базы полупроводниковых устройств или на персональном компьютере с использованием системы схемотехнического моделирования Multisim 8.
Лабораторный стенд «Электроника» (рис.1.) позволяет проводить лабораторные работы по изучению аналоговых и дискретных устройств. Конструктивно стенд состоит из лабораторного стола с жестко соединенной с ним лицевой панелью.
Рис.1. Лабораторный стенд «Электроника»
На лицевой панели закреплены:
сетевой выключатель S1 и сетевой индикатор Н1;
контактные гнезда;
функциональные переключатели S4 и кнопкиS2,S3;
цифровой индикатор;
сигнальные светодиоды Н2 – Н11.
Функционально лицевая панель разбита на пять блоков: №1 – блок питания, №№ 2 – 5 – для выполнения лабораторных работ. Все пять блоков завязаны функционально. Так блок питания №1 является общим для всех остальных блоков, поэтому при выполнении работ на блоках №№ 2 – 5 необходимо собрать стабилизатор напряжения +12В и выставлять на его выходе необходимое напряжение. Генераторы сигналов, исследуемые на блоке №4, используются для исследования схем в блоках №№ 2, 3, 5 (условные обозначения ГС1, ГС2).
Для удобства и наглядности коммутация всех схем производится стандартными перемычками.
Подготовка стенда к работе:
1. Установить на лицевой панели все тумблеры в нижнее положение «Выключено».
2. Собрать изучаемую схему лабораторной работы на лицевой панели стенда с помощью соединительных проводов.
3. Включить тумблером S1 «Сеть» питание стенда, должны загореться индикатор «Сеть» Н1 и светодиоды блока питания –12В и +5В.
Для измерений и наблюдений процессов при проведении лабораторных работ используются мультиметр и осциллограф.
Универсальный стенд ОАВТ по основам автоматики и электронно-вычислительной техники (рис.2.) позволяет проводить лабораторные работы по изучению элементов, узлов и устройств цифровой вычислительной техники.
На передней панели пульта установлены:
- разъем для подключения сменных плат с исследуемыми устройствами;
- тумблеры (переключатели) SA1 –SA5 и кнопкиSB1 –SB3 для подачи логических сигналов;
- светодиодный дисплей для индикации режимов работы, а также входной и выходной информации исследуемого устройства.
Рис. 2. Универсальный стенд ОАВТ
Исследуемые принципиальные схемы размещена на платах, содержащих основные логические элементы и устройства, сосредоточенные в ИМС.
Основные элементы или их соединения исследуются с помощью специальных карт с номерами. На этих картах изображена принципиальная схема исследуемого устройства в виде соединений логических элементов, выполняющих какие-то логические функции λ.
Исследование проводится при подаче на входы схем указанных карт сигналов (0 или 1). Уровень сигнала, подаваемого от соответствующего тумблера, определяется по положению подвижного контакта (вверху – 1, внизу – 0), уровень выходного сигнала определяется по свечению индикаторов (светодиодов) HL1 –HL9.
Стенд по исследованию элементной базы полупроводниковых устройств (рис. 3.) позволяет проводить лабораторные работы по изучению как элементной базы полупроводниковых устройств (диодов, транзисторов), так и аналоговых устройств электроники, конструируемых на их основе (выпрямителей, усилителей).
Рис. 3. Стенд по исследованию элементной базы полупроводниковых устройств
Стенд состоит из двух блоков: в первом блоке установлены устройства питания, а на лицевой панели размещены электроизмерительные приборы и органы управления; второй блок представляет собой наборное поле с расположенными на нем деталями схем и коммутационными гнездами. Для удобства и наглядности коммутация всех схем производится на наборном поле стандартными перемычками. Для задания входных сигналов может использоваться низкочастотный генератор сигналов ГЗ-123. Для измерений и наблюдений процессов при проведении лабораторных работ может быть использован мультиметр и осциллограф.
При выполнении лабораторной работы на персональном компьютере используется система схемотехнического моделирования Multisim. Программа Multisim позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы разной степени сложности. Электрическая схема для исследования набирается на рабочем столе компьютера с использованием элементов библиотеки компонентов (Приложение).