Содержание
1 Практическая часть 1.1 Практическая часть №1 (1-9) Моделирование измерений в EWB
Практическое задание №1 Моделирование изменений токов и напряжений в среде EWB
Цель работы: изучение методики оценки погрешности результата прямых измерений напряжения и силы постоянного тока.
Задание: провести теоретический расчет истинных величин напряжения и силы постоянного тока; компьютерное моделирование измерений напряжения и силы тока.
Схема измерений напряжения и силы постоянного тока представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема измерений и силы постоянного тока
1)Теоретический расчёт истинных величин напряжений и силы постоянного тока:
2)Практические измерения тока и напряжения:
3)Расчет погрешностей:
Таблица 1.1 – Результаты измерений
|
U1
|
U2
|
A1
|
A2
|
A3
|
для R1
(3-4 изм.)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для R2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для R1 и R2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Вывод:
Практическое задание №2 Моделирование изменений сопротивлений в среде EWB
Цель работы: исследование изменения токов и напряжений в Т-образной цепи при измерении сопротивлений на различных участках цепи.
Задание:
Схема Т-образной цепи представлена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Схема Т-образной цепи
Таблица 1.2 – Таблица результатов измерений
№ п/п
|
U,
В
|
r0,
Ом
|
R1,
кОм
|
R4,
кОм
|
R7,
кОм
|
I1,
мА
|
I2,
мА
|
I3,
мА
|
U1,
В
|
UАБ,
В
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные величины:
1) Для первого опыта
2) Для второго опыта
3) Для третьего опыта
Вывод:
Практическое задание №3.1 Моделирование изменений сопротивлений в среде EWB
Цель работы: снятие нагрузочных характеристик с помощью амперметра и вольтметра.
Задание: собрать схему, представленную на рисунке 1.3; по результатам измерений построить нагрузочные характеристики идеальных источников постоянной ЭДС.
Схема исследования идеального источника напряжения представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Схема исследования идеального источника напряжения
Полученные результаты измерений занесены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 – Результаты измерений
Источник ЭДС
|
Напряжение V1, Вольт
|
Ток А1, Ампер
|
R1 = 1 Ом
|
R2 = 10 Ом
|
R3 = 50 Ом
|
R4 = 100 Ом
|
E1
|
|
|
|
|
|
E2
|
|
|
|
|
|
E3
|
|
|
|
|
|
E4
|
|
|
|
|
|
Нагрузочная характеристика представлена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 – Нагрузочная характеристика
Вывод:
Практическое задание №3.2 Моделирование изменений сопротивлений в среде EWB
Цель работы: снятие нагрузочных характеристик.
Модель источника ограниченной мощности представлена на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 – Схем источника ограниченной мощности
Задание: собрать схему, представленную на рисунке 1.6; по результатам измерений построить нагрузочные характеристики источников ограниченной мощности.
Рисунок 1.6 – Схема исследования источников ограниченной мощности
Значение тока и напряжения, размыкая и замыкая ключи [5] - [8], представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 – Таблица измерений для эксперимента с источником напряжения
Источник напряжения
|
Сопротивление
|
Напряжение V1, Вольт
|
Ток А1, Ампер
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение тока и напряжения со вторым источником сведены в таблице 1.5.
Таблица 1.5 – Таблица измерений для эксперимента с источником тока
Источник тока
|
Сопротивление
|
Напряжение V1, Вольт
|
Ток А1, Ампер
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузочная характеристика источника ограниченной мощности представлена на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 – Нагрузочная характеристика источника ограниченной мощности
Вывод:
Практическое задание №4 Исследование интегрирующих и дифференцирующих цепей
Цель работы: построение схем и изучение принципа работы интегрирующих и дифференцирующих цепей.
Схема для исследования дифференцирующей RC-цепи представлена на рисунке 1.8.
Рисунок 1.8 – Схема для исследования дифференцирующей RC-цепи
Номиналы элементов дифференцирующей цепи:
Установка параметров выходного сигнала функционального генератора представлена на рисунке 1.9.
Рисунок 1.9 – Установка параметров выходного сигнала функционального генератора
Осциллограммы входного сигнала и выходного напряжения представленны на рисунке 1.10.
Рисунок 1.10 – Осциллограммы входного сигнала и выходного напряжения
Параметры выходного импульсного сигнала:
Заданная частота равна 50 кГц.
Рассчитанная частота:
f = , при условии, что Т =.
Схема для исследования интегрирующей RC-цепи представлена на рисунке 1.11.
Рисунок 1.11 – Схема для исследования интегрирующей RC-цепи
Установка параметров выходного сигнала функционального генератора представлена на рисунке 1.12.
Рисунок 1.12 – Установка параметров выходного сигнала функционального генератора
Осциллограммы входного и выходного напряжения представлены на рисунке 1.13.
Рисунок 1.13 – Осциллограммы входного и выходного напряжения
Параметры выходного импульсного сигнала:
Рассчитанная частота:
Осциллограммы входного и выходного напряжения (с резистором Rн) представлены на рисунке 1.14.
Рисунок 1.14 – Осциллограммы входного и выходного напряжения
Параметры выходного импульсного сигнала:
Рассчитанная частота:
f =, при условии, что.
Схема интегратора на операционном усилители представлена на рисунке 1.15.
Рисунок 1.15 – Интегратор на операционном усилители
Осциллограммы входного и выходного напряжения представлены на рисунке 1.16.
Рисунок 1.16 - Осциллограммы входного и выходного напряжения
Схема дифференциатора на операционном усилителе представлена на рисунке 1.17.
Рисунок 1.17 – Дифференциатор на операционном усилителе
Осциллограммы входного и выходного напряжения представлены на рисунке 1.18.
Рисунок 1.18 – Осциллограммы входного и выходного напряжения
Вывод:
Практическое задание №5 Исследование генераторов линейно изменяющихся напряжений
Цель работы: построение схем и изучение принципа работы генераторов линейно изменяющегося напряжения.
Схема генератора линейно изменяющегося напряжения представлена на рисунке 1.19.
Рисунок 1.19 – Генератор линейно изменяющегося напряжения на биполярном транзисторе
Настройка функционального генератора изображена на рисунке 1.20.
Рисунок 1.20 – Настройка функционального генератора
Осциллограмма выходного напряжения представлена на рисунке 1.21.
Рисунок 1.21 – Осциллограмма выходного напряжения
Схема генератора линейно изменяющегося напряжения изображена на рисунке 1.22.
Рисунок 1.22 – Генератор линейно изменяющегося напряжения на логическом элементе И-НЕ
Осциллограмма выходного напряжения представлены на рисунке 1.23.
Рисунок 1.23 – Осциллограмма выходного напряжения
Схема генератора линейно изменяющегося напряжения изображена на рисунке 1.24.
Рисунок 1.24 – Генератор линейно изменяющегося напряжения на операционном усилителе
Настройка функционального генератора представлена на рисунке 1.25.
Рисунок 1.25 – Настройка функционального генератора
Осциллограмма выходного напряжения представлена на рисунке 1.26.
Рисунок 1.26 – Осциллограмма выходного напряжения
Вывод:
Практическое задание №6 Исследование мультивибратора на операционном усилителе
Цель работы: построение схемы и изучение принципа работы мультивибратора на ОУ.
Схема мультивибратора на ОУ изображена на рисунке 1.27.
Рисунок 1.27 – Схема для исследования мультивибратора на ОУ
Осциллограмма напряжения на конденсаторе и осциллограммы выходного сигнала представлены на рисунке 1.28.
Рисунок 1.28 – Осциллограммы напряжения на конденсаторе и осциллограммы выходного сигнала
Осциллограммы с измененными R1 и R2, С1 представлены на рисунке 1.29.
Рисунок 1.29 – Осциллограммы с измененными R1 и R2, С1
Вывод:
Практическое задание №6 Моделирование измерений параметров диодов в среде Electronics Workbench
Необходимо снять и проанализировать вольт-амперные характеристики германиевого и кремниевого приборов. Определить параметры по характеристикам.
Схема для исследования диодов, включенных в прямом направлении, изображена на рисунке 1.30.
Рисунок 1.30 – Схема исследования диодов, включенных в прямом направлении
Данные для построения прямой ветви ВАХ диода представлены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 – Данные для построения прямой ветви ВАХ диода
Прямой ток, Iпр, мА
|
0,02
|
0,05
|
0,1
|
1
|
5
|
10
|
20
|
50
|
100
|
Напряжение на диоде VD1, Uпр1, мВ
|
57,76
|
91,59
|
120,5
|
271,7
|
299,4
|
332
|
364,9
|
409,4
|
444,9
|
Напряжение на диоде VD2, Uпр2, мВ
|
553,2
|
577,3
|
595,4
|
655,1
|
696,7
|
714,7
|
732,6
|
756,3
|
774,2
|
Схема для исследования диодов, включенных в обратном направлении, представлена на рисунке 1.31.
Рисунок 1.31 – Схема для исследования диодов, включенных в обратном направлении
Данные для построения обратной ветви ВАХ диода снесены в таблице 1.7.
Таблица 1.7 – Данные для построения обратной ветви ВАХ диода
Обратное напряжение на диоде, Uобр, В
|
0,1
|
1
|
10
|
60
|
120
|
120
|
120,2
|
120,3
|
120,4
|
Ток через диод VD1, Iобр1, мкА
|
7,3
|
9,1
|
18
|
68
|
128
|
507
|
17830
|
360500
|
1 375 000
|
Ток через диод VD2, Iобр2, мкА
|
0.1
|
1
|
10
|
60
|
120
|
120.1
|
120.2
|
120.3
|
120.4
|
Прямая ветвь ВАХ диодов представлена на рисунке 1.32.
Рисунок 1.32 - Прямая ветвь ВАХ диодов
Обратная ветвь ВАХ диодов представлена на рисунке 1.33.
Рисунок 1.33 – Обратная ветвь ВАХ диодов
Схема для определения сопротивления постоянному току и дифференцирующего сопротивления диода представлена на рисунке 1.34.
Рисунок 1.34 – Схема для определения сопротивления постоянному току и дифференцирующего сопротивления диода
Rпр = U / I =
|
Rдиф = ∆U / ∆I =
|
Вывод:
Практическое задание №7 Моделирование измерений параметров биполярных транзисторов в среде EWB
Необходимо снять и проанализировать вольт-амперных характеристик (ВАХ) биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Определение h-параметров по характеристикам.
Схема для исследования транзистора изображена на рисунке 1.35. Для исследования используется транзистор MPS3709 (nation 1), отечественный аналог – КТ3102А.
Рисунок 1.35 – Схема для исследования биполярного транзистора
Данные для построения входных характеристик транзистора сведены в таблице 1.8.
Таблица 1.8 – Данные для построения входных характеристик транзистора
Входной ток, IБ, мкА
|
1
|
5
|
10
|
20
|
50
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
Входное напряжение, UБЭ, мВ, при Uкэ1 = 0В
|
403,5
|
456
|
475,2
|
493,7
|
517,8
|
535,9
|
553,8
|
564,4
|
571,8
|
577,6
|
Входное напряжение UБЭ, мВ, при Uкэ2 = 15В
|
573,5
|
633,7
|
653,4
|
672,1
|
696,4
|
714,5
|
732,5
|
743
|
750,5
|
756,2
|
Данные для построения выходных характеристик транзистора сведены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Данные для построения выходных характеристик транзистора
Выходное напряжение, Uкэ, В
|
0,1
|
1
|
2
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
Выходной ток, Iк, мА, при входном токе IБ1= 100мкА
|
0,3254
|
6,123
|
6,185
|
6,373
|
6,685
|
6,998
|
7,31
|
7,623
|
7,935
|
Выходной ток, Iк, мА, при входном токе IБ2= 300мкА
|
0,8896
|
12,95
|
13,08
|
13,47
|
14,12
|
14,75
|
15,44
|
16,09
|
16,75
|
Выходной ток, Iк, мА, при входном токе IБ3= 500мкА
|
1,367
|
17,81
|
17,99
|
18,53
|
19,43
|
20,32
|
21,23
|
22,12
|
23,02
|
Входные (смотрите рисунок 1.36) и выходные (смотрите рисунок 1.37) характеристики транзистора.
Рисунок 1.36 – Входные характеристики транзистора
Рисунок 1.37 – Выходные характеристики транзистора
Вывод:
Практическое задание №8 Моделирование измерений параметров полевых транзисторов в среде EWB
Цель работы: снятие и анализ сток-затворных и стоковых характеристик полевого транзистора. Определение крутизны характеристики и активной выходной проводимости.
Схема исследования транзистора изображена на рисунке 1.38.
Рисунок 1.38 – Схема исследования полевого транзистора
2) Данные для построения стоко-затворных характеристик сведены в таблице 1.10.
Таблица 1.10 – Данные для построения стоко-затворных характеристик
Напряжение затвор – исток Uзи, В
|
|
0
|
0,5
|
1
|
1,5
|
2
|
2,5
|
Ток стока Iси, мА, при напряжении сток – исток Uси, В
|
2
|
1379
|
890,5
|
411,3
|
16,71
|
8,829
|
7,856
|
10
|
9321
|
8823
|
8325
|
7827
|
7329
|
6832
|
Данные для построения стоковых характеристик сведены в таблице 1.11.
Таблица 1.11 – Данные для построения стоковых характеристик
Напряжение сток-исток Uси, В
|
|
1
|
2
|
3
|
5
|
8
|
9
|
10
|
Ток стока Iс, мА, при напряжении затвор-исток Uзи, В
|
0
|
411
|
1379
|
2364
|
4346
|
7329
|
8325
|
9321
|
0,6
|
5,486
|
793,6
|
1772
|
3750
|
6732
|
7728
|
8723
|
1,2
|
4,863
|
227,4
|
1183
|
3135
|
6135
|
7130
|
8126
|
Стоко-затворные (рис. 1.39) и стоковые (рис. 1.40) характеристики в координатных осях.
Рисунок 1.39 – Стоко-затворные характеристики
 ss
Рисунок 1.40 – Стоковые характеристики
Крутизна:
S = ∆Ic / ∆Uзи =
Вывод: по крутизне мы доказали, что чем меньше ток ∆I, тем больше напряжение ∆U.
|
Скачать 118 Kb.
