Макетирование и разработка методики эксперимента генератора стабильного тока на транзисторах

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский государственный университет

Кафедра конструирования и технологии радиоэлектронных средств

Отчет по лабораторной работе №2

по дисциплине «Схемотехника электронных средств»

«Макетирование и разработка методики эксперимента

 генератора стабильного тока на транзисторах»

Выполнил

ст. гр. РЭ-101

Проверил

Владимир, 2003

Цель работы.

Создание макета генератора стабильного тока на основе трех вариантов схем, разработка методики проведения эксперимента.

Описание макета

В соответствии с рассчитанными ранее схемами генераторов стабильного тока была разработана схема электрическая принципиальная макета (рис. 1).

Макет ГСТ должен:

1.  обеспечивать заданные режимы работы для каждой из рассчитанных ранее схем ГСТ с минимальными погрешностями;

2.  обеспечивать переключение между схемами, при этом сам процесс переключения должен содержать как можно меньше операций;

3.  содержать наименьшее число радиоэлементов;

4.  обеспечивать возможность измерения заданного и выходного токов при помощи вольтметра;

5.  обеспечивать возможность замены и нагрева каждого из транзисторов;

6.  обеспечивать возможность изменения сопротивления нагрузки;

7.  содержать необходимую информацию для проведения эксперимента.

Для простого переключения между схемами решено было использовать галетный переключатель с тремя положениями. Таким образом, процесс переключения сводится к повороту ручки переключателя в соответствующее положение:

1)  ГСТ – «классическое токовое зеркало»;

2)  ГСТ  с отрицательной обратной связью через резисторы;

3)  ГСТ на трех транзисторах.

Для всех трех схем в целях минимизации числа элементов резистор R1 взят равным 9,1 кОм. При этом различие между расчетным и указанным значением не превышает 5%.

Для простоты изготовления макета основная часть соединений, а также резисторы размещены на печатной плате внутри корпуса макета. Печатная плата односторонняя, изготовлена из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Для обеспечения жесткости и прочности конструкции, крепления элементов, их защиты от внешней среды используется корпус, изготовленный из стеклотекстолита.

Для обеспечения возможности замены и нагрева каждого из транзисторов транзисторы размещаются на верхней панели корпуса в соответствующих посадочных местах.

Подключение источников питания осуществляется при помощи соединительного провода, гнездо для которого расположено на задней стенке корпуса.

Синий провод соединяется с положительным выводом источника напряжения U_ст, желтый – с выводом источника напряжения Е_п, белый – с отрицательными выводами источников.

Для информативности и простоты измерений на передней панели размещаются схемы каждого ГСТ, содержащие по два контакта для измерения напряжения.

В макете использовались следующие радиоэлементы (по схеме):

SA1 – галетный переключатель 3П12Н;

R1 – резистор сопротивлением 9,1 кОм мощностью 0,125 Вт;

R2 – резистор сопротивлением 300 Ом мощностью 0,125 Вт;

R3 – резистор сопротивлением 300 Ом мощностью 0,125 Вт;

R_эт – резистор сопротивлением 100 Ом мощностью 0,5 Вт;

R_н – переменный резистор с максимальным сопротивлением 10 кОм;

VT1 - VT3 – транзисторы КТ315Б (или КТ315А) – прилагаются отдельно.

Внешний вид макета показан на рис. 2 (в виде КОМПАС-Детали).

Обозначения на рисунке:

1.  корпус;

2.  ручка переменного сопротивления нагрузки;

3.  переключатель;

4.  контакты для измерения напряжения;

5.  посадочные места для транзисторов;

6.  провод питания.

Методика проведения эксперимента

Суть эксперимента состоит в определении заданного I₁ и выходного I₀ токов. использование для этих целей амперметров нецелесообразно, так как при этом на схему оказывают влияние параметры прибора, а также необходимо разрывать цепи, что неприемлемо. Поэтому для измерения токов используется вольтметр, один из щупов которого подключается к общему проводу макета.

Для измерения падения напряжения на резисторах требуется знать значение их сопротивления, поэтому в каждой цепи должен стоять такой резистор. В цепи протекания тока I₀ его нет, поэтому необходимо включить резистор сопротивлением много меньшим, чем сопротивление нагрузки (для уменьшения его влияния), таким, как 100 Ом. В цепи же протекания тока I₁ уже стоит резистор с известным сопротивлением 9,1 кОм.