Файл: Учебнометодический комплекс по дисциплине электрооборудование фармацевтического производства для специальности 5В074800 Технология фармацевтического производства.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 217

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Караганда

Тема 7 Импульсные и цифровые устройства Импульсная техника – раздел электроники, предметом которого является разработка теоретических основ, практических методов и технических средств генерирования, преобразования и измерения параметров электрических импульсов, а также исследование импульсных процессов в электрических цепях. Наиболее часто в импульсных электронных устройствах используются импульсы прямоугольной (рис. 34,а), трапецеидальной (рис. 34,б), треугольной (рисунок 34,в) и экспоненциальной (рис. 34,г) формы. Импульсы, формы которых приведены на рис. 34,а…г, являются идеализированными. Форма реальных импульсов не является геометрически правильной из-за нелинейности характеристик полупроводниковых приборов и влияния реактивных сопротивлений в схемах. Поэтому реальные прямоугольные импульсы, наиболее часто используемые в практических импульсных схемах, имеют форму, приведенную на рис. 34,д.Участки быстрого нарастания и спада напряжения или тока называются фронтом и срезом импульса, а интервал, на котором напряжение или ток изменяются сравнительно медленно,- вершиной импульса.Активные длительности фронта τфа и среза τса определяются между уровнями 0,1Um и 0,9Um, где Um – амплитуда импульса. Активная длительность вершины τа оценивается на уровне 0,5Um. Импульс, показанный на рис. 34,д, имеет обратный выброс с амплитудой Um обр. Кроме того, на его вершину наложены затухающие синусоидальные колебания, который, как правило, возникают из-за наличия в схеме паразитных колебательных цепей, образованных распределенными индуктивностями и емкостями. Рисунок 34Упрощенная форма реального прямоугольного импульса показана на рис. 34,е. Спрямленные отрезки ab, bc, cd отображают соответственно фронт, вершину и срез импульса, а отрезки de и ef – нарастание и спад обратного импульса. Скорость нарастания напряжения или тока на рис. 34,е характеризуется крутизной фронта импульса, а убывание напряжения или тока на вершине относительным снижением.Одним из важнейших показателей импульсных сигналов является длительность импульсов. Помимо указанного параметра τа, определяющего активную длительность вершины на уровне 0,5Um, длительность импульса характеризует время tи, определяемое либо на уровне 0,1Um, либо по основанию импульса (рис. 34,е).К основным параметрам импульсов относится период повторения импульсов Т – интервал времени между началом двух соседних однополярных импульсов. Величину, обратную периоду повторения, называют частотой следования импульсов ν. Часть периода Т занимает пауза tп – отрезок времени между окончанием и началом двух соседних импульсов tп = T – tи.Отношение длительности импульса к периоду повторения называется коэффициентом заполненияВеличина, обратная коэффициенту заполнения, называется скважностью импульсовКачество работы импульсных устройств во многом определяется временем восстановления импульса tвос (рис. 34,е). Чем меньше tвос, тем надежнее работает схема, тем выше ее быстродействие.Мультивибраторы. Одним из наиболее распространенных генераторов импульсов прямоугольной формы является мультивибратор, представляющий собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью. Одна из наиболее простых и типичных схем мультивибратора приведена на рис. 35. Элементы схемы подобраны так, чтобы обеспечить идентичность каждого из усилительных каскадов, собранных на однотипных транзисторах VТ1, VT2. При R1 = R4, R2 = R3, C1 = C2 и одинаковых параметрах транзистора мультивибратор называется симметричным. Рисунок 35На рис. 36 приведены временные диаграммы токов, протекающих в транзисторах, и напряжений на коллекторах и базах транзисторов. Исходный момент t0 соответствует тому случаю, когда транзистор VT1 заперт, а транзистор VT2 открыт. Моменты t1, t2, t3 соответствуют переключению схемы. Рисунок 36Базовые логические элементы. Применение двоичной системы счисления в цифровой электронике обеспечивает более высокую скорость выполнения операций и более высокую надежность электронной аппаратуры, т.к. элементной базой для ее построения служат элементы с двумя устойчивыми состояниями. Для описания алгоритмов работы цифровых устройств используется соответствующий математический аппарат, получивший название булевой алгебры или алгебры логики. Каждую конкретную комбинацию значений аргументов называют набором. При n аргументах существует 2n наборов. Для краткости набор записывается в виде двоичного числа, цифрами которого являются значения переменных, расположенных в определенном порядке. Двоичное число, представляющее набор, называется номером набора и обозначается α.. При n аргументах совокупность всех значений функции на 2n наборах содержит 2n нулей и единиц. Каждой функции соответствует своя комбинация этих 2n значений. Общее количество всех возможных функций n аргументов определяется числом .Логические функции одной переменной приведены в таблице 1,Таблица 1

Тематика рефератов:


Б) Последовательное соединение конденсаторов.

  1. Два предыдущих конденсатора С1 и С2установить последовательно. С помощью регулятора амплитуды генератора по вольтметру V установить 5-6 различных значений напряжения и измерить соответствующие им токи через конденсаторы. Записать показания в таблицу № 2.

  2. Вычислить теоретическое значение результирующей емкости цепи Стеор. по формуле (7) и сравнить с вычисленным значением по формуле (6).

В) Параллельное соединение конденсаторов.

  1. Установить конденсаторы С1 и С2 параллельно друг другу, а в оставшиеся гнезда включить перемычки.

  2. Регулятор амплитуды установить в левое крайнее положение.

  3. Включить ключ К на стенде.

  4. По шкале 0 - 5 В (вольтметра) установить 0,5 В, а по шкале от 0 - 50 мА отсчитать соответствующий ток. Провести 5-6 измерений через каждые 0,5 В. Вычислить результирующее значение емкости по формуле (5) и емкостное сопротивление.

Г) Смешанное соединение конденсаторов.

  1. Установить в гнезда конденсаторы С1, С2, С3, а в гнездо С4 - перемычку, включить ключ К.

  2. С помощью регулятора амплитуды установить по вольтметру 0,5 В (по нижней шкале) и измерить соответствующий ток через конденсаторы. Повторить измерения через каждые 0,5 В. По формуле (3) определить общую емкость цепи и вычислить ошибку измерений.

Таблица:2

Вид соединения
№ п/п
U,

B
J, mA
C= , Ф
Собщ, Ф
,

Ом

Б)C1+C2

В)С1║C2
Г) C1, C2,C3



















Основная литература: [1-5]

Дополнительная литература: [1-3]
Тема Определение индуктивности катушки

Лабораторная работа 5

Цель работы: Измерение индуктивного сопротивления и определение индуктивности катушек.

Вопросник

  1. Что такое индуктивное сопротивление?

  2. Чему равна результирующая индуктивность при параллельном соединении например L1 и L2?

  3. Чем отличается реактивное сопротивление от активного?

  4. Что называется действующим значением силы переменного тока?

  5. Что называется явлением самоиндукции и в чем оно проявляется?

  6. Что означает, что на индуктивном сопротивлении напряжение опережает по фазе ток?

Задание:

  1. Собрать экспериментальную установку.

  2. В соответствии с данными, приведенными в лабораторной работе, произвести измерения и вычислить результирующие значения индуктивности и индуктивные сопротивления.

  3. Построить график зависимости .

  4. Вычислить ошибку определения индуктивности.

Методические рекомендации по выполнению заданий

А) Измерение параметров катушек индуктивности L1 и L2.

  1. Установить катушку в гнездо L1 и перемычку в гнездо L2.

  2. Включить тумблеры: «сеть» и питание генератора низкой частоты.

  3. Установить регулятор амплитуды генератора (Рег. V ген.) в крайне левое положение.

  4. Включить ключ К на стенде, при этом переменное напряжение с частотой 10 кГц поступает на измеряемую катушку.

  5. Вращая ручку генератора (Рег. V ген.) по вольтметру V установить 1В (нижняя шкала), по амперметру отсчитать значение тока по шкале 0-50 мА. Провести несколько измерений через каждые 1В. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1.

№ катушки индуктивности
№ измерения
U , B
I, mA


1)L

2)L









  1. Используя формулу (6) рассчитать величину индуктивности катушки. Результаты занести в таблицу 1.

  2. Повторить измерения для второй катушки L2, а в гнездо L1 установить перемычку. Результаты занести в таблицу 1.

В) Последовательное соединение индуктивностей L1 и L2

8. Включить катушки L1 и L2 последовательно. Установить напряжение 1В по вольтметру и по амперметру замерить силу тока. Провести несколько измерений через каждые 1В, результаты занести в таблицу 2.

9. Вычислить значение результирующей индуктивности (L теор) для последовательного соединения, использовав полученные данные в пункте А, и сравнить с L экспериментальным.


Таблица 2.

Вид соединения катушек
№ измерения
U, B
I., mA
Lэксп ,Гн
Lтеор., Гн
Погрешн. измерений

В) L +L

С) L ║L

Г)L ,L ,L













С) Параллельное соединение индуктивностей.

10. Включить L1 и L3 параллельно, а в гнездо L2 – перемычку. Также провести несколько измерений токов через каждые 1В. Результаты записать в таблицу 2.

Г) Смешанное соединение индуктивностей.

11. Вставить в гнездо L1, L2, L3 катушки. Также провести несколько измерений токов через каждые 1В. Результаты записать в таблицу 2.

12. По полученным результатам произвести расчет индуктивности катушки по формуле (6).

13. Вычислить теоретическое значение результирующей индуктивности Lтеор, сравнить с Lэкспер.

14. Построить график зависимости I = f (U)
Основная литература: [1-5]

Дополнительная литература: [1-3]
Тема Изучение полупроводникового стабилитрона

Лабораторная работа 6

Цель работы: Изучение принципов работы полупроводниковых стабилитронов.

Вопросник

  1. В чем принципиальное отличие стабилитрона от выпрямительного диода?

  2. Каким способом стабилитроны защищаются от теплового пробоя?

3) С какой целью стабилитроны включаются встречно?

4) Чем будет отличаться работа стабилитрона от работы выпрямительного диода при его прямом включении?


5) Как напряжение стабилизации стабилитрона зависит от температуры?

6) Условное обозначение стабилитрона КС168А. Что оно означает?

7) Почему стабилитроны не изготавливают на базе германия?

Задания:

1) Собрать предложенную схему.

2) Снять вольт-амперные характеристики предложенных к исследованию стабилитронов.

3) Сравнить полученные характеристики с теоретическими и объяснить образовавшиеся расхождения.

4) Исследовать работу стабилитронов при их последовательном включении.

Методические рекомендации по выполнению заданий

1. Ознакомиться с принципом действия измерительных приборов, используемых в работе, рабочим макетом.

2. Вставить стабилитрон в макет согласно схеме . Включить макет в сеть.

3. Установить переключатель на макете в положение 1, а ручку регулятора напряжения- в крайнее левое положение.

4. Постепенно увеличивая прямой ток через стабилитрон от 0 до 5мА, занести соответствующие значения тока и напряжения в таблицу 1.

5. Переключатель на макете установить в положение 2.

6. Изменяя обратный ток через стабилитрон от 0 до 6,0 мА, занести соответствующие значения тока и напряжения в таблицу 2.

7. По полученным данным построить ВАХ стабилитрона.

Таблица 1

№ измер.
Iпрямой, mA
Uпрямой, В










Таблица 2

№ измер.
Iобратный, mA
Uобратный, В











Литература основная: [1-6]; дополнительная [7,8].
Тема Изучение биполярного транзистора

Лабораторная работа 7

Цель работы: Изучение принципа работы биполярных транзисторов.

Вопросник

  1. Почему рассматриваемый транзистор называется биполярным?

  2. Что представляет собой рабочая точка транзистора?

  3. Основные режимы работы транзистора.

  4. При сборке схемы эмиттер и коллектор перепутали местами. Что произойдет с транзистором при подключении схемы к шинам питания?

  5. Какой вид управляющего сигнала используется в биполярных транзисторах?

Задания:

1) Собрать схему включения транзистора с общим эмиттером.

2) Снять входную с выходную характеристики транзистора.

3) По полученным характеристикам определить h-параметры транзистора.

4) Сравнить экспериментально полученные параметры с паспортными.

5) Экспериментально полученные характеристики транзистора представить в виде графиков.

Методические рекомендации по выполнению заданий

А.Снятие входной характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

1. Установить в соответствующее гнездо транзистор типа n-р-n.

2. Установить переключатель полярности на стенде в положение n-р-n.

3. Переключатель «УБ-УЭ» установить в положение «УЭ».

4. Переключатель «Вход-выход» на стенде установить в положение «Вход».

5. Регуляторы R1, R4 установить в левое положение.

6. Выключатели питания Еэ, Ек - в правое положение .

7. На источнике питания включить тумблеры: «Сеть», Е1 и Е2.

8. Переключатель «Вход-выход» на стенде установить в положение «Вход».

9. Для случая Uкэ = 0: с помощью регулятора R1, устанавливая напряжения Uэб (0,15; 0,3; 0,45; 0,60; 0,63; 0,66; 0,69 В), измерить соответствующие значения тока базы Iб. Результаты записать в таблицу 1.

10. Переключатель «Вход-выход» установить в положение «Выход», с помощью регулятора R4 по вольтметру установить значение Uкэ = 3В.

11. Переключатель «Вход-выход» установить в положение «Вход».

12. Для случая Uкэ =3В: с помощью регулятора R1 , задавая напряжения Uэб (0; 0,3; 0,60; 0,63; 0,66; 0,69; 0,72; 0,75В), измерить соответствующие значения тока Iб. Результаты записать в таблицу 1.

13.По полученным результатам построить графики Iб = f(Uэб) (на одном листе).

Б.Снятие выходной характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

1. Переключатель «Вход-выход» установить в положение «Вход».

2. Регуляторы R1 и R4 установить в левое положение.

3.С помощью регулятора R1 установить ток базы равный 0,06 мА (3 деления), шкала 0-1,0мА.

4. Переключатель «Вход-выход» установить в положение «Выход».

5. С помощью регулятора R4 задавая ток коллектора Iк, через каждое деление (шкала амперметра от 0–50 мА), измерить соответствующие им напряжения Uкэ.(шкала 0-15В). Результаты записать в таблицу 2.

6. С помощью регулятора R1 установить ток базы Iб = 0,12 мА.

7. С помощью регулятора R

Смотрите также файлы