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: 209

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:



4. Какие диоды используют для генерации электрических колебаний?

Методические рекомендации по выполнению заданий

При выполнении задания следует рассмотреть отдельно работу однопереходных транзисторов в условиях переменных температурных полей.

Литература основная и дополнительная [2, 5, 6, 8].
Тема: Электронные усилители

Задание:

Рассчитать режимы работы и параметры элементов заданной схемы усилителя.

Материалы самоконтроля

  1. Назовите причину нелинейных искажений в усилителе.

  2. Какие типы усилителей имеют наименьшие частотные искажения?

  3. Как расширить температурный диапазон усилителя?

  4. Какой тип нагрузки обеспечивает более равномерное усиление в широком диапазоне частот?

Методические указания:

При выполнении задания необходимо учитывать коэффициент искажения сигнала, соответствующий усилителю высшего класса.

Основная литература: [2, 4, 5];

Дополнительная литература: [8, 10].
Тема: Импульсные и цифровые устройства

Задание:

По заданной логической функции синтезировать принципиальную схему устройства на основании базовых логических элементов.

Материалы самоконтроля

1. Что такое алгебра логики?

2. Перечислите основные логические функции.

3. Какая разница между элементами И и И-НЕ и ИЛИ и ИЛИ-НЕ?

4. Как составляются сложные логические функции по заданным таблицам истинности?

Методические указания:

Разработанная принципиальная схема должна быть оптимизирована.

Основная литература: [2, 4, 5];

Дополнительная литература: [8, 10].
Тема: Цифровая обработка сигналов

Задание:

Произвести качественное сравнение цифровых и аналоговых сигналов.

Материалы самоконтроля

1. Какие существуют базовые схемы для реализации цифро-аналоговых преобразователей? Объясните принципы работы данных схем.

2. Как работает токозадающая резистивная лестничная цепь R–2R? В чем заключаются преимущества этой цепи?

3. Назовите основные характеристики цифро-аналогового преобразователя?

4. Какие параметры характеризуют отличие реальной характеристики цифро-аналогового преобразователя от идеального случая?


5. Дайте определения основным параметрам аналого-цифрового преобразователя?

6. В чем отличие схем следящего аналого-цифрового преобразователя и аналого-цифрового преобразователя с единичными приближениями?

Методические указания

При выполнении задания следует произвести сравнение надежности информации, передаваемой в аналоговой и цифровой форме.

Литература основная и дополнительная [2, 5, 6, 8].
Тема: Микропроцессоры и микропроцессорные системы

Задание:

Разработать логическую схему обмена информацией между микропроцессором и внешними устройствами.

Материалы самоконтроля

  1. Опишите структурную схему мини-ЭВМ.

  2. Для чего служат шина данных и шина адреса?

  3. С какими данными микропроцессор может выполнять операции?

  4. Какие операции может выполнять микропроцессор?

Методические указания:

При выполнении задания следует особое внимание обратить на контроллеры, входящие в состав микропроцессорной системы.

Основная литература: [2, 4, 5];

Дополнительная литература: [8, 10].
Тема: Электрические машины

Задание:

Рассмотреть принцип обратимости электрических машин.

Материалы самоконтроля

1. Как называются электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую?

2. Приведите формулу для эдс машины постоянного тока.

3. Чем отличается генератор переменного тока от генератора постоянного тока?

4. Приведите формулу для определения частоты вращения асинхронного двигателя.

Методические указания

При выполнении задания следует установить целесообразность использования электрических двигателей ив качестве генераторов.

Литература основная и дополнительная [1, 6, 9, 11].
Тема: Электропривод

Задание:

Определение регулировочных свойств электропривода.

Материалы самоконтроля

  1. Какой параметр двигателя используется в качестве обратной связи в электроприводе?

  2. Объясните назначение всех элементов в электроприводе.

  3. Каким образом можно устранить возможную неустойчивость работы электропривода при малой частоте вращения?

  4. Изменится ли эффект стабилизации частоты вращения двигателя при увеличении частоты вращения?

Методические
указания

При выполнении задания следует выявить обязательные и необязательные элементы структурной схемы электропривода.

Литература основная и дополнительная [1, 6, 9, 11].

13. Тематика письменных работ по курсу

Тематика рефератов:


1 Законы Кирхгофа.

2 Методы расчета электрических цепей постоянного тока.

3 Методы расчета электрических цепей переменного тока.

4 Фазовые соотношения в цепях переменного тока.

5 Резонансные явления.

6 Трансформаторы.

7 Нелинейные цепи.

8 Магнитные цепи.

9 Переходные процессы.

10 Четырехполюсники.

11 Электрические фильтры.

12 Электрические цепи с распределенными параметрами.

13 Источники вторичного электропитания.

14 Генераторы. Двигатели.

15 Синхронные машины.

16 Асинхронные машины.

17 Физические основы работы полупроводниковых приборов.

18 Тиристоры.

19 Однопереходные транзисторы.

20 Блокинг-генераторы.

21 Комбинационные логические схемы.

22 Последовательностные логические схемы.

23 Конечные автоматы.

24 Контроллеры.

25 Микропроцессоры и микропроцессорные системы.

26 Теоретические основы электропривода.
Тематика контрольных работ:

1 Расчет электрических цепей постоянного тока.

2 Расчет электрических цепей переменного тока.
Примечание: студенты заочной формы обучения высылают письменные работы по курсу в программе для ЭВМ «Автоматизированное сопровождение дистанционного обучения «Факел»».
14. Информация по оценке.

Рейтинговая шкала оценки знаний студентов





Рейтинг
Баллы

Текущий

50-100

Рубежный
50-100

Итоговый

50-100

Всего
50-100


15 Тестовые вопросы для самоконтроля.
1 Первое правило Кирхгофа – это следствие:

А) закона сохранения массы

B) закона сохранения импульса

C) закона сохранения энергии

D) закона сохранения заряда

E) имеет самостоятельное значение

2 Как называется явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре при изменении силы тока в нем?

A) намагничивание

B) размагничивание

C) электромагнитная индукция

D) самоиндукция

E) изменение магнитного поля

3 Амперметр в цепи переменного тока измеряет:

A) мгновенное значение силы тока

B) среднее значение силы тока

C) максимальное значение силы тока

D) минимальное значение силы тока

E) действующее значение силы тока

4 Режим работы трансформатора определяется

A) характером нагрузки

B) величиной входного напряжения

C) значением коэффициента трансформации

D) видом внешней характеристики

E) значением сопротивления нагрузки

5 Коэффициент мощности cos φ равен

A) отношению активной и реактивной мощности cos φ=P/Q

B) отношению реактивной и активной мощности cos φ=Q/P

C) отношению полной и активной мощности cos φ=S/P

D) отношению активной и полной мощности соs φ=P/S

E) отношению реактивной и полной мощности cos φ=Q/S

6 Частота тока питающей сети 50 Гц, ротор асинхронного двигателя вращается со скольжением, равным 2%. Найти частоту тока в обмотке ротора

A) 50 Гц

B) 1 Гц

C) 5 Гц

D) 10 Гц

E) для ответа недостаточно данных

7 Сопротивление последовательного контура на частотах, меньших резонансной,

A) имеет активный характер

B) имеет активно-индуктивный характер

C) имеет активно-емкостной характер

D) стремится к бесконечности

E) равно нулю

8 Принцип действия трансформатора основан

A) на законе Ампера

B) на правиле Ленца

C) на законе электромагнитной индукции

D) на правиле правой руки

E) на законах Кирхгофа

9 Режим короткого замыкания трансформатора характеризуется следующим значением сопротивления нагрузки zH

A) zH = 0;

B) zH = ∞;

C) 0 < zH < ∞;

D) zH < 0;

E) zH > 0.

10 Что описывает приведенное ниже выражение?



A) сдвиг фаз между напряжением и током в параллельном контуре

B) сдвиг фаз между токами в ветвях параллельного контура

C) сдвиг фaз между напряжением и током в последовательном контуре

D) сдвиг фаз между током в последовательном контуре и напряжением на его реактивном сопротивлении

Смотрите также файлы