Перевезенцев С.В., Сухова В.Ф. Физические основы электроники. Часть 1 - файл n1.doc

Перевезенцев С.В., Сухова В.Ф. Физические основы электроники. Часть 1
скачать (1267.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2272kb.28.11.2005 15:01скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6

Лабораторная работа 1.
Изучение контрольно–измерительной аппаратуры.



Назначение работы

Целью работы является изучение основных характеристик и порядок работы с контрольно–измерительной аппаратурой: осциллографом и цифровым минимультиметром.

Осциллограф универсальный С1-93
Малогабаритный двуканальный универсальный осциллограф С1-93 предназначен для исследования формы электрических сигналов путем визуального наблюдения в диапазоне частот от 0 до 15 МГц изменения размахов в диапазоне от 0,01 до 200 В и временных интервалов от 0810-7 до 1.0с. Наличие двух каналов вертикального отклонения обеспечивает одновременно исследование двух сигналов на одной развертке.
Технические данные осциллографа.

Максимальный размах исследуемого сигнала:

а) при работе без выносного делителя не более 80В;

б) при работе с выносным делителем 1:10 не более 200В.

Минимальное значение входного сигнала 0,01В

Минимальная длительность входного сигнала – 35нс.

Диапазон амплитудно-частотной характеристики осциллографа от 0 до 15Мгц.

Входное активное сопротивление каждого канала вертикального отклонения (10,02) МОм.

Основная погрешность измерения напряжения не превышает 4%, измерения временных интервалов – не более 4%.
Основные органы управления.

Расположение органов управления на передней панели осциллографа приведено на рисунке 7.

Графическое обозначение и описание основных органов управления осциллографа приведено в таблице 1.




Рис. 7
Таблица 1

Графическое представление

Описание



– ручка регулировки четкости (фокуса) изображения.



– ручка регулировки яркости сигнала.



– ручка регулировки освещения шкалы на экране ЭЛТ.



– потенциометр регулировки астигматизма.



– потенциометр регулировки коэффициента отклонения каналов.



– ручка регулировки положения обоих лучей по вертикали.



– ручка перемещения луча по вертикали.



– переключатель фаза сигнала не меняется.



– переключатель фаза сигнала меняется на 180.



– переключатель установки синхронизации уровня автоматически.



– переключатель установки синхронизации уровня “в ручную”.



– переключатель режима работы входа усилителя установлен в прием переменного сигнала.



– переключатель режима работы входа усилителя установлен в отключенное состояние (земля).



– переключатель режима работы входа усилителя установлен в прием исследуемого сигнала с постоянной составляющей.

I

– на экран выводится сигнал первого канала.

I I

– на экран выводится сигнал второго канала.

I+I I

– на экран выводится алгебраическая сумма сигналов первого и второго канала..



– на экран выводится изображения обоих каналов, переключение каналов осуществляется с частотой 100кГц.



– на экран выводится изображения обоих каналов, переключение каналов осуществляется в конце каждого прямого хода развертки.


Измерение амплитуды напряжения.
1. Установите переключатель режима работы усилителя на требуемый канал.

2. Поставьте переключатель «V/ДЕЛ.» в такое положение, чтобы амплитуда изображения составляла около шести делений.

3. Переключатель режима работы входа усилителя установите в прием переменного сигнала (см. таблицу 1).

4. Ручкой «УРОВЕНЬ» установите устойчивое изображение. Поставьте переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ,» в положение, при котором наблюдается несколько периодов исследуемого канала

5. Установите ручку вертикального перемещения (см. таблицу 1) так, чтобы минимальный уровень сигнала совпадал с одной из нижних линий, а максимальный – находился в пределах экрана.

6. Ручкой горизонтального смещения (см. таблицу 1) сместите изображение таким образом, чтобы один из верхних пиков (максимум) и был расположен на центральной градуированной вертикали.

7. Измерьте количество делений между крайними точками сигнала по вертикали (см. рис. 8).




Рис. 8
8. Умножьте полученную величину на показания переключателя «V/ДЕЛ.». Для расчета амплитуды разделите результат на два.
Для примера размах сигнала составляет 5,6 клеток (см. рис. 8), переключатель «V/ДЕЛ.» установлен в положение 0,5
2Um =5,6  0,5 В/Дел. = 2,8 В
Um =2,8/2 = 1,4 В

Измерение переменного напряжения с постоянной составляющей.
1. Поставьте переключатель АВТ. ЖДУЩ. В положение АВТ

2. Установите переключатель режима работы усилителя на требуемый канал.

3. Установите переключатель режима работы входа усилителя в отключенное состояние (земля) и расположите линию развертки ниже средней горизонтальной линии сетки с помощью ручки регулировки положения луча по вертикали (см рис. 9). После установки ручку регулировки положения луча не изменять.




Рис. 9
4. Переключатель режима работы входа усилителя установите в прием сигнала с постоянной составляющей (см. таблицу 1).

5. Поставьте переключатель «V/ДЕЛ.» в такое положение, чтобы амплитуда изображения составляла около шести делений.

6. Ручкой «УРОВЕНЬ» установите устойчивое изображение. Поставите переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ,» в положение, при котором наблюдается несколько периодов исследуемого канала

7. Определите расстояние в делениях между контрольной линией и точкой на линии сигнала в которой нужно измерить мгновенное значение напряжения. (см рис. 10 Измерение производится между контрольной линией и точкой А).



Рис. 10

8. Умножьте расстояние (клетки и доли клеток) измеренное в пункте 7, на показание переключателя.
Для примера вертикальное отклонение составляет 5 делений (см. рис. 10), переключатель «V/ДЕЛ.» установлен в положение 2

Um = 5  2 В/Дел = 10 В
Измерение длительности сигнала.
1. Установите переключатель режима работы усилителя на требуемый канал.

2. Поставьте переключатель «V/ДЕЛ.» в такое положение, чтобы амплитуда изображения составляла около шести делений.

3. Переключатель режима работы входа усилителя установите в прием переменного сигнала (см. таблицу 1).

4. Установите переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» в положение, при котором расстояние между измеряемыми точками будет меньше 10 делений.

5. Ручкой «УРОВЕНЬ» установите устойчивое изображение.

6. Установите ручку вертикального перемещения (см. таблицу 1) так, чтобы точки между которыми измеряется время, находились на горизонтальной линии.

7. Ручкой горизонтального смещения (см. таблицу 1) сместите изображение так, чтобы точки между которыми измеряется время, находились в пределах десяти центральных делений.

8. Измерьте горизонтальное расстояние между заданными точками A и B (см. рис. 11).




Рис. 11
9. Умножьте расстояние, измеренное в подпункте 8, на коэффициент развертки (переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.»). Это и будет длительностью сигнала .
Для примера горизонтальное расстояние составляет 8 делений (рис. 11), а переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» установлен в положение 0,2 mS.
= 8 * 0,2 mS = 1,6 mS

Измерение скважности периодических сигналов.
1. Аналогично предыдущему примеру измеряется период сигнала Т (рис 12).




Рис. 12
2. Скважность рассчитывается по формуле:

,

где Т - период сигнала, - длительность сигнала.
Для нашего примера переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» Установлен в положение 2 mS. Период сигнала (Т) равен 8 делениям, длительность сигнала () равна 5 делениям. Соответственно период и длительность сигнала рассчитывют следующим образом:

Т = 8 * 2 mS = 16 mS;

 = 5 * 2 mS = 10 mS.
И далее вычисляем скважность () сигнала:

.



Измерение частоты периодических сигналов.
1. Измерьте периода сигнала (рисунок 13).




Рис. 13
В данном случае периода составляет 8 делений, а переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» установлен в положение 0,2 mS.

В результате период сигнала рассчитывается следующим образом:

Т = 8 * 0,2 mS = 1,6 mS.
2. Рассчитайте частоту сигнала f по формуле:



Где fчастота, Гц

T – период, с.
Частота сигнала для нашего примера будет равна:





Минимультиметр цифровой (М83X)
Данный минимультиметр предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного тока. сопротивления и проверки диодов. Некоторые из них позволяют измерить температуру и h21E транзисторов, а также снабжены звуковыми пробниками.
Технические данные минимультиметра.

Точность измерений при температуре 235С и относительной влажности менее 75% от 0,25% до 2% в зависимости от вида измерений.
Описание передней панели.

Внешний вид минимультиметра представлен на рисунке 14.





Рис. 14

1. Переключатель режимов и пределов.

Переключатель позволяет установить параметр измерения и желаемый предел измерений. При завершении работы переключатель должен быть установлен в положение OFF.

2. Дисплей.

Трех с половиной разрядный, семисегментный жидкокрис-талический индикатор с высотой знака 12,7 мм.

3. Гнездо «Общий» («СОМ»).

Гнездо для черного отрицательного щупа.

4. Гнездо «V,,A».

Гнездо для красного (положительного) щупа при измерения напряжения, сопротивления и тока, исключая 10 А.

5. Гнездо «10A».

Гнездо для красного (положительного) щупа при измерении тока до 10А.

Измерение постоянного напряжения.

1. Вставьте красный щуп в гнездо «V,,A», черный щуп – в гнездо «Общий».

2. Установите переключатель режимов на желаемый предел постоянного напряжения (Режим DCV). Если значение напряжения неизвестно заранее, поставьте переключатель на наибольший предел и понижайте его до получения удовлетворительного отсчета.


Предел DCV

Разрешение

200 мВ

100 мкВ

2000 мВ

1 мВ

20 В

10 мВ

200 В

100 мВ

1000 В

1 В


3. Присоедините щупы к проверяемому устройству или схеме.

4. Считайте напряжение на цифровом дисплее.
Измерение переменного напряжения.

1. Вставьте красный щуп в гнездо «V,,A», черный щуп – в гнездо «Общий».

2. Установите переключатель режимов на желаемый предел постоянного напряжения (Режим ACV). Если значение напряжения неизвестно заранее, поставьте переключатель на наибольший предел и понижайте его до получения удовлетворительного отсчета.

Предел ACV

Разрешение

200 В

100 мВ

750 В

1 В


3. Присоедините щупы к проверяемому устройству или схеме.

4. Считайте напряжение на цифровом дисплее.
Измерение постоянного тока.

1. Вставьте красный щуп в гнездо «V,,A», черный щуп – в гнездо «Общий». Для измерения токов от 200мА до 10А вставьте красный щуп в гнездо «10А»

2. Установите переключатель режимов на желаемый предел постоянного тока (Режим DCA). Если значение тока неизвестно заранее, поставьте переключатель на наибольший предел и понижайте его до получения удовлетворительного отсчета.


Предел DCA

Разрешение

200 мкА

100 нА

2000 мкА

1 мкА

20 мА

10 мкА

200 мА

100 мкА

10 А

10 мА


3. Разорвите проверяемую цепь, и включите щупы ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО.

4. Считайте значение тока на цифровом дисплее.
Измерение сопротивления.

1. Вставьте красный щуп в гнездо «V,,A», черный щуп – в гнездо «Общий».

2. Установите переключатель режимов на желаемый предел сопротивления (Режим Ом). Если значение сопротивления неизвестно заранее, поставьте переключатель на наибольший предел и понижайте его до получения удовлетворительного отсчета. Максимальное напряжение на разомкнутых щупах 2,8В.


Предел Ом

Разрешение

200 Ом

100 мОм

2000 Ом

1 Ом

20 кОм

10 Ом

200 кОм

100 Ом

2000 кОм

1 кОм


3. Если проверяемое сопротивление включено в схему, отключите питание и разрядите все емкости перед проверкой.

4. Считайте значение сопротивления на цифровом дисплее.

Проверка диодов.

1. Вставьте красный щуп в гнездо «V,,A», черный щуп – в гнездо «Общий».

2. Установите переключатель режимов в положение



3.Соедините красный щуп с анодом, а черный – с катодом проверяемого диода.

4. На дисплее будет прямое падение напряжения в мВ. Если диод включен наоборот, тот будет выведена цифра «1».

Контроль h21E транзисторов.

1. Установите переключатель режимов в режим h21E.

2. Определите тип транзистора: «NPN» или «PNP» и найдите выводы эмиттера, коллектора и базы. Вставьте выводы в соответствующие отверстия панельки h21E.

3. На дисплее будет значение h21E при токе базы 10мкА и напряжении VCE 2,8 В.

Измерение температуры.

1. Установите переключатель режимов на предел «ТЕМР» и температура корпуса прибора появится на дисплее со знаком С

2. Подключите термопару типа «К» к гнездам «V,,A» и «Общий».

3. Коснитесь проверяемого объекта термопарой.

4. Считайте температуру в С на дисплее.
Задания к лабораторной работе
Лабораторная работа выполняется на осциллографе и мультиметре.
Задание 1. Измерить заданное напряжение с помощью осциллографа. Результаты в виде графика и вычислений занести в отчет.

Задание 2. Измерить временной интервал на заданном сигнале с помощью осциллографа. Результаты в виде графика и вычислений занести в отчет.

Задание 3. Измерить скважность заданного сигнала с помощью осциллографа. Результаты в виде графика и вычислений занести в отчет.

Задание 4. Измерить частоту заданного сигнала с помощью осциллографа. Результаты в виде графика и вычислений занести в отчет.

Задание 5. Измерить постоянное и переменное напряжение с помощью минимультиметра.

Задание 6. Измерить постоянный ток с помощью минимультиметра.

Задание 7. Измерить сопротивление резисторов с помощью минимультиметра.

Задание 8. Измерить температуру с помощью минимультиметра.

Задание 9. Определить параметры диода с помощью минимультиметра и сделать вывод о его состоянии.
Вопросы для допуска к работе


  1. Виды контрольно-измерительной аппаратуры.

  2. Назначение осциллографа.

  3. Назначение мультиметра.

  4. Пояснить основные органы управления на устройстве.


Контрольные вопросы и задания к защите работы
Для защиты лабораторной работы необходимо представить отчет и выполнить ряд заданий для сигналов, заданных преподавателем за фиксированное время (< 1 мин).


1   2   3   4   5   6


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации