Электротехника и электроника. Электроника на оборудовании Uni-Train. Электронные усилители
Электротехника и электроника: практическое руководство по электронным усилителям
Данное учебное пособие, разработанное А.Б. Ваттана и М.В. Колистратовым, представляет собой лабораторный практикум по курсу "Электротехника и электроника", предназначенный для студентов специальностей 21.05.04, 21.05.05 и 23.05.01. Практикум ориентирован на работу с оборудованием Uni-Train и включает в себя теоретические сведения, расчетные формулы и методические рекомендации по выполнению лабораторных работ, обработке данных и оформлению отчетов.
Общие положения и методика проведения лабораторных работ
В начале пособия изложены общие правила выполнения лабораторных работ, включая требования к подготовке, проведению экспериментов, анализу результатов и оформлению отчетов. Подчеркивается важность ознакомления с теоретическими основами, конспектирования данных и комментирования результатов с учетом теоретических положений. Описаны структура отчета, включающая наименование работы, цель, теоретическое введение, схемы, таблицы, графики и выводы. Также представлено описание лабораторного оборудования, в частности, интерфейсного модуля UniTrain-I, испытательных стендов и цифрового мультиметра MetraHit, используемых для проведения экспериментов.
Лабораторная работа №1: Исследование двухкаскадных усилителей на биполярных транзисторах
Первая лабораторная работа посвящена изучению двухкаскадных усилителей на биполярных транзисторах. Целью работы является освоение работы с интерфейсным модулем UniTrain, измерительными приборами и осциллографом, а также изучение влияния обратных связей на коэффициент усиления и полосу пропускания усилительных каскадов. Рассматриваются схемы с емкостной связью между каскадами и прямой связью. Приводятся теоретические сведения о принципах работы усилителей, влиянии обратных связей на их характеристики и понятии полосы пропускания. Описывается порядок выполнения двух экспериментов: исследование усилителя с емкостной связью и исследование усилителя с прямой связью. В каждом эксперименте студенты должны провести измерения коэффициента усиления, частотных характеристик и проанализировать полученные результаты.
Лабораторная работа №2: Исследование схем на операционных усилителях
Вторая лабораторная работа посвящена исследованию схем на операционных усилителях (ОУ). Цель работы – изучение основных схем включения ОУ, рассмотрение их поведения при усилении сигналов постоянного и переменного тока, а также исследование амплитудно-частотных характеристик. Рассматриваются инвертирующий и неинвертирующий усилители, а также их применение в схемах сумматоров. Приводятся теоретические сведения о свойствах ОУ, их применении в различных схемах, формулы для расчета коэффициента усиления и влиянии обратной связи. Описывается порядок выполнения экспериментов, включающих исследование инвертирующего усилителя в схеме с постоянным током, инвертирующего усилителя в схеме с синусоидальным током, неинвертирующего усилителя в схеме с постоянным током и неинвертирующего усилителя в схеме с синусоидальным током.
Лабораторная работа №3: Компараторы и триггеры Шмитта
Третья лабораторная работа посвящена изучению компараторов и триггеров Шмитта. Целью работы является изучение работы компаратора, схем инвертирующего и неинвертирующего триггеров Шмитта, а также рассмотрение влияния сопротивлений обратных связей и входных напряжений на формирование прямоугольных импульсов. Приводятся теоретические сведения о компараторах, триггерах Шмитта, их принципах работы и применении. Описывается порядок выполнения экспериментов, включающих исследование компаратора, инвертирующего и неинвертирующего триггеров Шмитта. Студенты должны проанализировать влияние различных параметров на характеристики схем и формирование выходных сигналов.
В заключение, пособие содержит библиографический список и пример оформления титульного листа лабораторной работы.
- 004: Информационные технологии. Вычислительная техника...
- 621: Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
- ВО - Специалитет
- 21.05.04: Горное дело
- 21.05.05: Физические процессы горного или нефтегазового производства
- 23.05.01: Наземные транспортно-технологические средства
М И НИ С Т ЕРС Т ВО НА УК И И ВЫ С ШЕГО О БРА З О ВА НИ Я РФ № 4693 УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ МИСИС ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК Кафедра инфокоммуникационных технологий А.Б. Ваттана М.В. Колистратов ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ЭЛЕКТРОНИКА НА ОБОРУДОВАНИИ UNI-TRAIN ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ Лабораторный практикум Рекомендовано редакционно-издательским советом университета Москва 2023
УДК 621.38:004 В21 Р е ц е н з е н т ы : канд. техн. наук, доцент А.И. Широков Ваттана, Артур Бунтавович. В21 Электротехника и электроника. Электроника на оборудовании Uni-Train. Электронные усилители : лаб. практикум / А.Б. Ваттана, М.В. Колистратов. – М. : Издательский дом НИТУ «МИСиС», 2023. – 56 с. Приведены основные теоретические сведения, расчетные формулы по темам лабораторных работ по электронике. Даны описания транзисторных усилительных схем и схем на операционных усилителях, смоделированные на оборудовании Lucas-Nulle. Изложены общие методические рекомендации к выполнению лабораторных работ, обработке данных и оформлению отчетов о работах. Предназначено для студентов специальностей 21.05.04, 21.05.05, 23.05.01 при выполнении ими лабораторных работ по курсу «Электротехника и электроника». УДК 621.38:004 Ваттана А.Б., Колистратов М.В., 2023 НИТУ МИСИС, 2023
Содержание Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Лабораторная работа № 3 КОМПАРАТОРЫ И ТРИГГЕРЫ ШМИТТА . . . . . . . . . . . . . . 40 Приложение Пример оформления титульного листа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3
Общие положения Правила выполнения лабораторных работ 1 Лабораторные работы проводятся в лабораторном классе с применением учебной платформы Uni-Train. 2 Для допуска к выполнению лабораторных работ студент обязан ознакомиться с правилами работы в компьютерном классе и правилами техники безопасности. 3 К началу лабораторной работы студенту необходимо ознакомиться с ее содержанием: изучить теоретические сведения, конспект с таблицами для внесения экспериментальных данных и выполнения расчетов. 4 Полученные в ходе выполнения экспериментов результаты студент должен занести в отчет о лабораторной работе. 5 При анализе результатов полученные расчетные данные и характеристики необходимо прокомментировать (пояснить) с позиций известных теоретических положений. 6 Выводы по результатам лабораторной работы следует занести в отчет. 7 Лабораторную работу необходимо защитить. К защите допускаются студенты, выполнившие лабораторную работу в полном объеме задания и оформившие ее в соответствии с настоящими правилами. 8 Для защиты работы необходимо не только представить расчетно-графический экспериментальный результат, но и объяснить его, а также ответить на вопросы преподавателя. Содержание отчета Лабораторная работа оформляется в виде отчета на скрепленных листах формата А4 или в лабораторной тетради с титульным листом (см. приложение). Схемы, графики и таблицы должны быть начерчены карандашом с использованием трафарета или линейки с соблюдением принятых стандартных условных обозначений. 4
Отчет должен содержать следующие пункты: 1 Наименование лабораторной работы. 2 Цель работы. 3 Краткое теоретическое введение и расчетные формулы. 4 Электрические схемы цепей с измерительными приборами. 5 Таблицы с расчетными и экспериментальными данными. 6 Графики, временные диаграммы, вольтамперные характеристики (ВАХ). 7 Выводы по результатам лабораторной работы. Лабораторное оборудование Интерфейсный модуль UniTrain-I (рисунок 1) является центральным устройством системы UniTrain-I. Он содержит необходимые для проведения опытов входы и выходы, различные реле и измерительную технику, имеет собственный микропроцессор и запоминающее устройство для сохранения данных измерений. Модуль подключается к компьютеру по интерфейсу USB или RS232 (COM-порт компьютера) для передачи результатов измерений в компьютер и установочных данных в интерфейсный модуль. Рисунок 1 – Интерфейсный модуль Рисунок 2 – Испытательный стенд 5
Интерфейсный модуль UniTrain-I предназначен для стыковки с одним или несколькими испытательными стендами UniTrain-I. Испытательные стенды UniTrain-I, имеющие инфракрасный порт (рисунок 2), генерируют постоянные и переменные напряжения для проведения экспериментов. Интерфейсный модуль UniTrain-I, испытательный стенд UniTrain-I и плата для экспериментов связаны друг с другом через шину (96-контактный разъем). Эксплуатация и настройка оборудования, так же как и измерения в масштабе реального времени, выполняются посредством виртуальных приборов (ВП), которые выглядят реалистично, поэтому элементы управления лабораторным оборудованием работают как в классической лаборатории. ВП могут поставляться с программным обеспечением LaBsoft (опционально) или с ВП-стартером (для случаев, когда виртуальные приборы используются вне LaBsoft). При проведении лабораторных работ также используется цифровой мультиметр MetraHit (рисунок 3), позволяющий измерять напряжение, силу тока и ряд других параметров. Рисунок 3 – Мультиметр MetraHit 6
Похожие