Методические указания к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение» icon

Методические указания к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение»


Смотрите также:
Методические указания к дисциплине и задания к контрольным работам для студентов заочной формы...
Релейная защита и автоматика методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов...
Методические указания к дисциплине и задания к контрольной работе для студентов заочной формы...
Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения по...
Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения по...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «вычислительная техника и...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "теория электрической связи"...
Методические указания по выполнению контрольных работ по учебной дисциплине «аудит» для...
Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность...
Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов специальности 030501...
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов дневной и заочной форм...
Методические указания к выполнению лабораторных работ и задания для контрольных работ для...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5
скачать
Негосударственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский институт

энергобезопасности и энергосбережения


Кафедра

Электротехники и Электроники


ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА


Методические указания

к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности

140211 «Электроснабжение»


Учебно-методический комплекс

Часть 3.


Москва 2007



Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Информационно-измерительная техника и электроника» – М.: МИЭЭ, 2006, 24 с.


Составитель: Белов Николай Витальевич, к.т.н., доцент, зав. кафедрой


Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой Электротехники и электроники МИЭЭ г. Москвы 20.09.2007 г.


Формат 60×90 1/16. Тираж 100.

Производственно-торговая фирма Московского
института энергобезопасности и энергосбережения.

105043, Москва, ул.4-я Парковая, д.27, тел. 965-3790, 652-24-12,

факс 965-3846.

www.mieen.ru, e-mail: ptf@mieen.ru


© МИЭЭ, 2006

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ 5

^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ 6

Часть I. «Исследование операционного усилителя в линейном режиме» 6

1. Цель работы: 6

2. Краткие теоретические сведения 6

3. Экспериментальная часть 9

4. Методики проведения опытов. 11

Часть II. «Исследование операционного усилителя в нелинейном режиме» 13

1. Цель работы: 13

2. Краткие теоретические сведения. 14

3. Экспериментальная часть 17

4. Методики проведения опытов. 21

^ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2 25

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ 25

1. Цель работы: 25

2. Краткие теоретические сведения. 25

3. Экспериментальная часть 32

^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 36

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 36

1. Цель работы: 36

2. Краткие теоретические сведения 36

3. Экспериментальная часть 46



ВВЕДЕНИЕ


Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности «Электроснабжение», изучающих дисциплину «Информационно-измерительная техника и электроника».

Виртуальные лабораторные работы выполняются в компьютерном классе с использованием программы Electronics Workbench.

Прежде чем приступить к выполнению лабораторных работ, студенты должны пройти инструктаж по работе в компьютерном классе и ознакомиться с программой Electronics Workbench.

Объем и порядок выполнения каждой лабораторной работы уточняются преподавателем, ведущим занятие, в соответствии с учебным планом.

Изучение информационно-измерительной техники и электроники наталкивается на трудности, вызванные тем, что существует множество, как электронных, так и измерительных устройств отличающихся как по принципу действия, так и по характеру возникающих погрешностей.

В результате выполнения лабораторных работ студенты должны познакомиться с программой моделирования электрических и электронных цепей, понять принципы построения электронных и измерительных устройств и оценить погрешности результатов измерений.

После лабораторных занятий необходимо оформить отчет по всем проделанным работам, в выводах сделать заключения о пригодности тех или иных методов измерения электрических величин.

Данные методические указания помогут студенту реализовать лабораторные работы по дисциплине информационно-измерительная техника и электроника с помощью виртуального лабораторного практикума и сопоставить полученные знания с теоретическим материалом.


^

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Часть I. «Исследование операционного усилителя в линейном режиме»

1. Цель работы:


Исследование амплитудных и частотных свойств операционного усилителя. Изучение влияния отрицательной обратной связи на характеристики операционного усилителя.
^

2. Краткие теоретические сведения


2.1. Операционные усилители

Усилители постоянного тока (УПТ) являются основой для конструирования операционных усилителей (ОУ). Современные операционные усилители являются многоцелевыми элементами, выполненными в виде полупроводниковых интегральных микросхем. Они широко применяются при конструировании различных усилительных устройств, устройств возбуждения сигналов синусоидальной и импульсной форм (генераторов сигналов), фильтров и так далее.



Рис.1

Условное обозначение ОУ показано на рисунке 1. Символ означает усиление, а символ ¥ - большое входное сопротивление. Один из входов усилителя Uвх+ является неинвертирующим, другой Uвх- - инвертирующим (по аналогии с дифференциальными усилителями). Принципиальные электрические схемы ОУ, как правило, содержат несколько каскадов УПТ. При этом входной каскад всегда выполняется по дифференциальной схеме, а выходной каскад по схеме эмиттерного повторителя, обеспечивающего требуемую нагрузочною способность всей схемы.

Современные интегральные ОУ обладают высоким значением коэффициента усиления (К=104¸107), входного сопротивления (Rвх=104¸109 Ом), могут работать от разнополярных источников питания и преобразовывать электрические сигналы в широком диапазоне частот (от 0 до 107 Гц). Амплитудная и амплитудно-частотная характеристики такого усилителя аналогичны характеристикам УПТ.


2.2. Обратные связи в операционных усилителях.

Конструирование различных электронных устройств на основе ОУ производится с использованием обратных связей.

^ Обратной связью называется передача части энергии выходного сигнала усилителя на его вход (Рис.2).



Рис.2

Из выходной цепи во входную энергия передается через электрическую цепь обратной связи с коэффициентом передачи

.

Обратная связь называется положительной, если передаваемый ею с выхода на вход сигнал Uос = bUвых совпадает по фазе (складывается) с входным сигналом

Uвх = U1+bUвых.

Коэффициент усиления усилителя К+ с положительной обратной связью определяется выражением

,

где Ко - коэффициент усиления усилителя без обратной связи.

Обратная связь называется отрицательной если сигнал обратной связи Uос находится в противофазе (вычитается) с входным сигналом Uвх = U1-bUвых.

Коэффициент усиления усилителя К- при отрицательной обратной связи будет .

Применение отрицательной обратной связи (OOC) в усилителях существенно улучшает их параметры:

повышает стабильность коэффициента усиления, увеличивает входное сопротивление, уменьшает выходное сопротивление, расширяет полосу пропускания. Поэтому ООС широко применяется в усилительных устройствах.

Положительная обратная связь (ПОС) воздействует на параметры усилителей противоположным образом. ^ Повышая нестабильность коэффициента усиления, она приводит усилитель к самовозбуждению, то есть переходу его в режим генератора. Поэтому ПОС используется в генераторах гармонических колебаний и импульсов.


2.3. Операционный усилитель с ООС

Операционный усилитель с отрицательной обратной связью наиболее часто применяется на практике (Рис.3).



Рис.3

Отрицательный характер обратной связи обусловлен подачей напряжения на инвертирующий вход ОУ так, что . Отрицательная обратная связь осуществляется

через сопротивления и . Так как входное сопротивление ОУ большое (принимаем , то входной ток ОУ и тогда , откуда

.

При большом коэффициенте усиления ОУ () напряжение на входе будет

и поэтому ,

откуда .

^

3. Экспериментальная часть



Соберите схему проведения опытов (Рис.4).



Рис.4


1 часть. Операционный усилитель без обратной связи

(^ Rос=).

Опыт №1. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.

Снимите амплитудно-частотную характеристику усилителя

Кус = F(f), при uвх=1мкВ. (Смотрите методику снятия амплитудно-частотных характеристик).

Опыт №2. Амплитудная характеристика усилителя.

^ Снимите амплитудную характеристику усилителя

Um.вых = F(Um.вх), при f=10кГц. (Смотрите методику снятия амплитудных характеристик).


2 часть. Операционный усилитель с обратной связью

Кос=1000 (Rос=1мОм).

Опыт №1. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.

^ Снимите амплитудно-частотную характеристику усилителя

Кус = f(f), при uвх=1мкВ. (Смотрите методику снятия амплитудно-частотных характеристик).


Опыт №2. Амплитудная характеристика усилителя.

^ Снимите амплитудную характеристику усилителя

Um.вх = f(Um.вых), при f=10кГц., при f=10кГц. (Смотрите методику снятия амплитудных характеристик).


3 часть. Операционный усилитель с обратной связью

Кос=10 (Rос=10кОм).

Опыт №1. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.

^ Снимите амплитудно-частотную характеристику усилителя

Кус = f(f), при uвх=1мкВ. (Смотрите методику снятия амплитудно-частотных характеристик).

Опыт №2. Амплитудная характеристика усилителя.

^ Снимите амплитудную характеристику усилителя

Um.вх = f(Um.вых), при f=10кГц., при f=10кГц. (Смотрите методику снятия амплитудных характеристик).


^

4. Методики проведения опытов.


4.1. Методика снятия амплитудно-частотных

характеристик.

При снятии амплитудно-частотных характеристик усилительных устройств необходимо изменять частоту входного сигнала при неизменной его амплитуде, измеряя при этом амплитуду выходного сигнала. Для этого открываем диалоговое окно функционального генератора и задаем входной сигнал синусоидальной формы.




^ Далее устанавливаем необходимую амплитуду сигнала на входе (например, Amplitude 1 mV) и его частоту (например, Frequency 5kHz).

Нажав в правом верхнем углу клавишу , измеряем сигналы на входе и выходе с помощью соответствующих вольтметров.

^ Вычисляем коэффициент усиления и записываем его в таблицу. Повторяем данные измерения для различных частот входного сигнала, заполняя таблицу.


Таблица 1.


f (Гц)


20


200


2

103


10

103


100

103


1

106


10

106


20

106


Кус



























4.2. Методика снятия амплитудных характеристик.

При снятии амплитудных характеристик усилительных устройств необходимо изменять амплитуду входного сигнала при неизменной частоте, измеряя при этом амплитуду выходного сигнала. Для этого открываем диалоговое окно функционального генератора и задаем входной сигнал синусоидальной формы.




Далее устанавливаем необходимую частоту сигнала на входе (например, Frequency 5kHz) и амплитуду сигнала (например, Amplitude 1.5 mV).

Нажав в правом верхнем углу клавишу , измеряем сигналы на входе и выходе с помощью соответствующих вольтметров и записываем показания в таблицу.Повторяем данные измерения для различных амплитуд входного сигнала, заполняя таблицу.

Таблица 2.


ег (мВ)


1,5


7,1


14,1


28,3


42,5


56,6


Uвх (мВ)














Uвых (мB)

























Скачать 460.75 Kb.
оставить комментарий
страница1/5
Дата29.09.2011
Размер460.75 Kb.
ТипМетодические указания, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх