Аналоговая схемотехника. Часть 1: Методические указания к лабораторным работам

С. Н. ЧИЖМА, Р. И. ГАЗИЗОВ, В. С. ЦИРКИН

АНАЛОГОВАЯ  СХЕМОТЕХНИКА

ЧАСТЬ 1

ОМСК   2007

УДК  621.38 (075.8)

ББК   32.85я73

          Ч59

Аналоговая схемотехника. Часть 1: Методические указания к лабораторным работам / С. Н. Чижма, Р. И. Газизов, В. С. Циркин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 32 с.

В методических указаниях приведено описание лабораторных работ по курсу «Электроника», в которых содержатся краткие теоретические сведения и методика исследования схем на диодах, стабилитронах, биполярных и полевых транзисторах.

Предназначены для студентов второго и третьего курсов специализаций «Информатика и управление в технических системах», «Информационные системы и технологии» ИАТИТа очной и заочной форм обучения.

Библиогр.: 5 назв. Табл. 1. Рис. 24.

Рецензенты:канд. техн. наук, доцент А. А. Руппель;

канд. техн. наук, доцент Н. Н. Баженов.

_________________________

© Омский гос. университет

                                                                                     путей сообщения, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Данные методические указания посвящены исследованию полупроводниковых приборов – диодов, стабилитронов, транзисторов, а также схем на их основе – выпрямителей, стабилизаторов, усилителей.

В основу выполнения лабораторных работ положен фронтальный метод, по которому экспериментальные исследования проводятся после того как материал данной темы изложен на лекции.

Порядок проведения исследований в лаборатории следующий. Студент допускается к выполнению очередной лабораторной работы при наличии подготовленного в соответствии с требованиями стандартов отчета по предыду-щей лабораторной работе, который подписывается преподавателем по его предъявлению.

После допуска к следующей работе студент собирает схему и самостоятельно настраивает ее. Если схема не работает или работает неправильно, то необходимо найти причину неисправности и устранить ее, проверить соответствие выходных сигналов схемы расчетным данным. После проверки преподавателем схемы студенты выполняют намеченные исследования, результаты которых и их анализ записывают в отчет по лабораторной работе и предъявляют преподавателю. По разрешению преподавателя схема разбирается и рабочее место приводится в порядок.

Лабораторные работы предназначены для студентов, изучающих дисциплины «Электроника» и «Микросхемотехника».

Лабораторная работа 1

Исследование  прохождения  сигналов

через  линейные  цепи

Цель работы: исследование электрических процессов при прохождении сигналов различной формы через дифференцирующие и интегрирую-    щие цепи.

Оборудование: универсальный лабораторный макет, осциллограф, генератор синусоидальных колебаний, генератор прямоугольных колебаний.

1.1. Теоретические сведения

При подаче на вход линейной цепи синусоидального напряжения на всех ее элементах также будет синусоидальное напряжение. Если на вход линейной цепи, содержащей частотно-зависимые элементы, поступает напряжение, представляющее собой сумму гармоник различных частот, то форма напряжения на элементах цепи не повторяет форму входного напряжения. Это объясняется тем, что гармоники входного напряжения по-разному пропускаются этой       цепью. Данное свойство используется при формировании импульсов с помощью линейных цепей. Свойства линейных цепей с частотно-зависимыми элементами применяются при построении дифференцирующих и интегрирующих цепей.

В дифференцирующей цепи (рис. 1.1, а) выходное напряжение пропор-ционально производной входного сигнала. Интегрирующая цепь (рис. 1.1, б) является четырехполюсником, сигнал на выходе которого изменяется пропорционально интегралу входного сигнала.

Одну и ту же цепь можно исследовать различными методами. Наиболее часто используют переходную и частотную характеристики цепи, так как они описывают одни и те же физические свойства линейной системы и существенно дополняют друг друга.

Амплитудно-частотная (АЧХ) k(ω) и фазочастотная (ФЧХ) φ(ω) характеристики интегрирующей и дифференцирующей цепей показаны на рис. 1.2. Если считать граничной частотой пропускания цепи ту частоту, на которой k(ω) уменьшается в  раз (в 0,7 раза от первоначального значения), то она связана с постоянной времени цепи соотношением: ω = 1/τ, где τ = RC – постоянная времени цепи.

Значение τ можно определить по переходной характеристике RC-цепей (рис. 1.3). Интегрирующая цепь имеет характеристику фильтра низких частот, дифференцирующая – фильтра высоких частот.

Полосно-пропускающий фильтр (ППФ) (рис. 1.4, а) предназначен для пропускания сигналов в заданной полосе частоты и для подавления сигналов другого частотного диапазона (рис. 1.5, а).

Полосно-заграждающий фильтр (ПЗФ) (рис. 1.4, б) предназначен для подавления сигнала в заданной полосе частоты (рис. 1.5, б).

Полосно-пропускающий фильтр можно получить, соединив последовательно фильтры нижних и верхних частот; полосно-заграждающий фильтр – соединив те же фильтры параллельно.

1.1. Порядок выполнения работы