Главная / Материалы и элементы электронной техники / Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «материалы и элементы электронной техники»

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «материалы и элементы электронной техники»

Описание лабораторного стенда

Описываемый стенд предназначен для проведения лабораторных занятий по дисциплине «Элементы электронной техники». На данном стенде исследуются свойства пассивных элементов электронных схем (линейных и нелинейных резисторов, конденсаторов, фильтров), а также различные выпрямители. Принципиальная схема стенда приведена на рис. 1. Часть схемы, относящаяся к исследованию пассивных элементов, выделена контуром I, а часть, относящаяся к исследованию выпрямителей – контуром II.

В Схеме для исследования пассивных элементов (I) переменное напряжение ~20В, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора Т1, выпрямляется диодным мостом VD1–VD4. Пульсации на выходе выпрямителя сглаживаются конденсатором С3. К выпрямителю подключен потенциометр R1, с выхода которого регулируемое напряжение 0…28В подается на мощный проволочный резистор R2 трубчатой формы, выполняющий функции нагревателя. Для исследования температурных зависимостей сопротивления и емкости, испытуемые пассивные элементы вводятся внутрь резистора R2.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторного стенда

Внутри стенда имеется 2 стабилизатора напряжения DA1 (+18В) и DA2 (+5В). Питание на стабилизаторы подается через RC Фильтр (R4C5). Напряжение +18В используется в исследованиях температурных зависимостей токов утечки конденсаторов и для питания цепи затвора транзистора VT2. Напряжением +5В питается мультивибратор DA3 (микросхема NE555), создающий короткие импульсы частотой около 2 кГц. Эти импульсы далее усиливаются биполярным транзистором VT1(ВС547) и подаются на затвор ключа на мощном полевом транзисторе VT2 (IRF540). Если включить нагрузку между регулируемым источником напряжения 0…+28В и стоком транзистора VT2 (выход Mod), то ток в такой цепи будет протекать только в те моменты времени, когда транзистор VT2 открыт. Это дает возможность выделять в низкоомной нагрузке большую импульсную мощность при сохранении небольшой средней мощности. Контроль тока в данном случае ведется с помощью осциллографа, которым измеряется падение напряжение на шунте с известным сопротивлением (RS3). Импульсный режим работы используется в описываемом стенде при исследовании Варисторов.

В Схеме для исследования выпрямителей (II) переменные напряжения UAc1 и UAc2 (9…12 В), имеющие общую точку СОМ и снимаемые с вторичной обмотки трансформатора T2, подаются на разъем ХР1 (выводы 4,6,8). В разъем могут вставляться платы, на которых смонтированы различные схемы выпрямителей. Выход выпрямленного напряжения (вывод Udc) может быть подсоединен к нагрузке напрямую через амперметр А (в качестве нагрузки используется последовательное соединение ограничительного резистора Rb1 и переменного резистора RН1) или с применением фильтра (соединение L1, С1 и С2 в различных комбинациях). Резисторы RSRS2 выполняют функции шунтов для снятия осциллограмм токов во вторичной обмотке трансформатора и в нагрузке, соответственно.

Лабораторный стенд оснащен двумя цифровыми измерительными приборами: мультиметром М833 (далее мультиметр 1), используемым для измерения тока и сопротивления и мультиметром М890С+ (далее мультиметр 2), предназначенным в основном для измерения емкости конденсаторов и температуры внутри резистора R2. Для контроля температуры к мультиметру 2 подключена термопара типа К (хромель-алюмель). На стенде также установлен стрелочный магнитоэлектрический вольтметр типа М2001 с пределами измерений 0…50В, служащий в основном для измерения постоянного напряжения, снимаемого с потенциометра R1.

Порядок работы со стендом

1 этап. При помощи проводов с однополюсными вилками или с U-образными клеммами, монтируется исследуемая схема. Места для подключения монтажных проводов на схеме стенда показаны жирными кружками. Следует обратить особое внимание на правильность подключения и установки пределов измерений цифровых мультиметров, а также на недопущение короткого замыкания источников питания. Для сохранения лабораторного стенда не применяйте больших усилий при закручивании гаек клемм.

2 этап. Правильность монтажа схемы должна быть проверена преподавателем.

3 этап. Для включения стенда необходимо вставить вилку шнура питания в розетку с переменным напряжением 220 В, 50 Гц и включить выключатель питания (SA1), расположенный на задней стенке стенда. При этом на сборочном поле стенда загорается светодиод (диод VD на схеме стенда).

4 этап. Выполнить измерения в соответствии с заданием по лабораторной работе.

Внимание! Переключение мультиметра на измерение других физических величин должно производиться только при выключенном питании стенда!

После окончания исследований необходимо отключить стенд от электрической сети, выключить мультиметры и разобрать выполненный монтаж.