Отчет по лабораторной работе №1 по дисциплине электроника - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Отчет по Лабораторной работе №2 1 27.39kb.
Отчет по лабораторной работе №6 По теме: Сериализация 1 34.01kb.
Методические указания к лабораторной работе №3 Дисц. «Энергетическая... 1 198.92kb.
«Приближенные методы вычисления корней уравнений» 1 55.56kb.
Руководство к лабораторной работе №4 2 307.77kb.
Отчет о лабораторной работе №1 Барнаул 2011 Лабораторная №1 Вариант... 1 278.48kb.
Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Операционные... 1 208.58kb.
Государственая служба гражданской авиации московский государственный 3 583.5kb.
Отчет по лабораторной работе №2 по курсу «Моделирование систем» 1 42.95kb.
Отчет по лабораторной работе №3 «Работа со стандартными программами... 1 76.84kb.
Методические указания к лабораторной работе 7 для студентов по специальности... 1 280.05kb.
Рабочая программа учителя физики Хайруллина Р. Ф. по учебному предмету 1 461.96kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Отчет по лабораторной работе №1 по дисциплине электроника - страница №1/1



Национальный исследовательский университет ресурсоэффективных технологий

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»




Отчет по лабораторной работе №1

по дисциплине ЭЛЕКТРОНИКА

Выполнил: студент гр. 8в83

Феденкова А.В.

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=2.205 кОм (номинал 2.2 кОм);

R3=19.77 кОм (номинал 20 кОм);

R4=100.1 кОм (номинал 100 кОм);

С1=1046337,90 pF (номинал 1 микрофарада);

С10=45935,07 pF (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).

Сравним полученные данные с экспериментальными:

Таблица №1

Экспериментальные и практические значения тока при заданном напряжении


U, В

I, мА

I, мА

0,000

0,007

0

0,001

0,011

0,008

0,248

0,123

0,117

0,497

0,236

0,228

0,745

0,348

0,340

0,994

0,461

0,453

1,242

0,574

0,567

1,490

0,686

0,678

Как видно из таблицы, теоретические и экспериментальные данные имеют небольшое различие. Это может свидетельствовать о том, что зависимость тока от напряжения не является строго прямо пропорциональной, и зависит еще от температуры, емкости, индуктивности резистора и т. д.

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-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

2

1,625

0,8125

4

3,230

0,8075

6

4,839

0,8065

8

6,448

0,8060

10

8,058

0,8058

12

9,666

0,8055

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

Таким образом, максимальное отклонение экспериментального значения от теоретического наблюдается при входном напряжении 2 В и составляет 7%. 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.





График 1. Коэффициент передачи делителя; таблица Excel

4.6 Делитель с изменяющимися значениями выходного напряжения с переменными сопротивлениями.

Первое положение движка потенциометра R22:



Таблица №3

Vвх, в

Vвых, в

K=Vвых/Vвх

1.020

1.957

1.919

2.059

3.947

1.917

3.099

5.940

1.917

4.137

7.928

1.917

5.177

9.922

1.916

6.217

11.914

1.916

Коэффициент передачи делителя К=1.997



График 2. Коэффициент передачи делителя; таблица Excel

Второе положение движка потенциометра R22:



Таблица №4

Vвх, в

Vвых, в

K=Vвых/Vвх

1.547

1.957

1.265

3.120

3.947

1.265

4.696

5.940

1.265

6.268

7.928

1.265

7.844

9.922

1.265

9.420

11.914

1.265

Коэффициент передачи делителя К=1.265



График 3. Коэффициент передачи делителя; таблица Exel

По графикам можно выявить различия Uвх и К. При изменении движка потенциометра коэффициент меняется (при увеличении Vвх К уменьшается, а Vвых остаются неизменными)



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



Рис. 14. Схема исследования последовательной RC-цепи

Частота среза CR-цепи: = 1540





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:



Коэффициент передачи К=1.50. Получен допустимый сдвиг фаз.

Частота ниже нормы:

f = 940 Гц f = 1240 Гц



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

Для канала А пиковая амплитуда и среднее квадратное значение напряжения возросли.

Для канала В пиковая амплитуда и RMS уменьшились.

Сдвиг фаз Δ=50.5° увеличился.

Коэффициент передачи К=1.50 не изменился.

Частота выше нормы:



f = 1840 Гц f = 2140 Гц



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

Для канала А пиковая амплитуда и среднее квадратное значение напряжения уменьшились.

Для канала В пиковая амплитуда и RMS возросли.

Сдвиг фаз Δ=30.3° уменьшился.

Коэффициент передачи К=1.50 не изменился.

При изменении частоты генератора все параметры меняются, за исключением коэффициента передачи, который остаётся неизменным.



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 доказательство 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.

ВЫВОД:

В данной работе были приобретены первоначальные навыки выполнения лабораторных работ по аналоговой электронике в программно-аппаратной среде NI ELVIS.

Экспериментальные данные и построенные графики находятся в допустимых нормах (средняя погрешность менее 7%), рассчитанных теоретически.

Мы научились снимать параметры и строить ВАХ различных электронных элементов, исследовали резистивный делитель напряжения постоянного тока и определили его коэффициент – полученное экспериментальное значение незначительно отличается от теоретического – погрешность около 7%.



Также мы провели сборку и исследование электронной RC-цепи, нашли частоту среза и с помощью осциллографа построили графики выходных сигналов цепи при частотах выше и ниже частоты среза. Коэффициент передачи К=1,50 при этом не изменялся. Были приобретены навыки построения амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик цепи.




izumzum.ru