- •Часть 1
- •Оглавление
- •Лабораторная работа № 1 электрические измерения
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Обобщенная классификация измерительных приборов
- •2.2. Осциллограф универсальный с1-151
- •2.3. Генератор сигналов низкочастотный г3-131
- •2.4. Вольтметр универсальный в7-77
- •2.5. Методики измерений
- •2.5.1. Осциллографические измерения Измерение постоянного напряжения
- •Измерение переменного напряжения
- •Измерение частоты
- •Измерение сдвига фаз
- •2.5.2. Снятие амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик
- •2.5.3. Измерение входного сопротивления электронных устройств
- •2.5.4. Измерение выходного сопротивления электронных устройств
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Подготовка осциллографа к работе
- •3.2. Измерение параметров сигналов
- •3.3. Изучение аттенюатора напряжения
- •3.4. Измерение сдвига фаз между гармоническими сигналами
- •3.5. Измерение входного сопротивления осциллографа
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 2 «программный комплекс electronics workbench»
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Возможности программного комплекса Electronics Workbench
- •2.2. Основы работы
- •2.3. Создание схем
- •2.4. Необходимые виртуальные элементы
- •2.5. Необходимые виртуальные приборы
- •2.5.1. Амперметр и вольтметр
- •2.5.2. Двухканальный осциллограф
- •2.6. Осциллографические измерения
- •2.6.1. Измерение постоянного напряжения
- •2.6.2. Измерение переменного напряжения
- •2.6.3. Измерение временных интервалов
- •2.6.4. Измерение частоты
- •2.6.5. Измерение сдвига фаз
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока
- •3.2 Исследование линейной электрической цепи синусоидального тока
- •3.2.1. Резисторы в цепях переменного тока
- •3.2.2. Конденсатор в цепи переменного тока
- •3.2.3. Катушка индуктивности в цепи переменного тока
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 3 спектральный анализ и синтез сигналов
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Спектры периодических сигналов
- •2.2. Спектральный анализ сигналов
- •2.3. Необходимые виртуальные приборы
- •2.3.1. Генератор испытательных сигналов (Function Generator)
- •2.3.2. Источник амплитудно-модулированного сигнала
- •2.4. Синтез сигналов
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Анализ амплитудных спектров периодических сигналов
- •3.1.1. Анализ амплитудного спектра гармонического сигнала
- •3.1.2. Анализ амплитудного спектра последовательности прямоугольных импульсов
- •3.1.3. Анализ амплитудного спектра амплитудно-модулированного сигнала
- •3.2.Синтез периодических сигналов
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 4 преобразование сигналов линейными системами с постоянными параметрами
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Комплексный коэффициент передачи линейной системы
- •2.2. Переходная и импульсная характеристики линейной системы
- •2.3. Простейшие линейные цепи и их характеристики
- •2.3.1. Цепи интегрирующего типа (фильтры нижних частот)
- •2.3.2. Цепи дифференцирующего типа (фильтры верхних частот)
- •2.3.3. Частотно-избирательные цепи
- •2.4. Измерение характеристик линейных систем
- •2.4.1. Измерение ачх и фчх
- •2.4.2. Измерение переходной характеристики
- •2.5. Измеритель ачх и фчх (Bode Plotter)
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Изучение rc-цепи интегрирующего типа
- •3.1.1. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики
- •3.1.2. Влияние постоянной времени цепи интегрирующего типа на ее полосу пропускания
- •3.2. Изучение rc-цепи дифференцирующего типа (фильтр верхних частот)
- •3.2.1. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики
- •3.2.2. Влияние постоянной времени цепи дифференцирующего типа на ее полосу пропускания
- •3.3. Изучение последовательного колебательного контура
- •3.4. Изучение параллельного колебательного контура
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 5 усилительные каскады на биполярных транзисторах
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •3.1.1. Выбор рабочей точки каскада
- •3.1.2. Изучение влияния емкости входного разделительного конденсатора и емкости нагрузки на ачх каскада
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Усилительный каскад с оэ
- •3.1.3. Измерение входного сопротивления
- •3.1.4. Измерение выходного сопротивления каскада
- •3.1.5. Исследование влияния емкости входного разделительного конденсатора и емкости нагрузки на переходную характеристику каскада
- •3.1.6. Снятие амплитудной характеристики каскада
- •3.2. Усилительный каскад с об
- •3.3. Усилительный каскад с ок
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 6 обратные связи в усилителях
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Комплексный коэффициент усиления усилителя с обратной связью
- •2.3. Типы обратной связи
- •2.4. Влияние отрицательной обратной связи на характеристики усилителей
- •2.5. Местные обратные связи в резистивно-емкостном каскаде с общим эмиттером
- •2.6. Усилители с частотно-зависимой цепью отрицательной обратной связи
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.3. Избирательный усилитель
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 7 операционные усилители
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Основные параметры оу
- •2.2. Линейные устройства на операционных усилителях
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Измерение напряжения смещения uсм
- •3.2. Балансировка оу
- •3.3. Снятие ачх оу без обратной связи.
- •3.4. Инвертирующий усилитель
- •3.5. Исследование неинвертирующего усилителя
- •3.6. Суммирующий усилитель
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 8 генераторы гармонических колебаний
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Условия возникновения колебаний
- •2.2. Условия самовозбуждения генератора
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Изучение rc-генератора с мостом Вина
- •3.2. Изучение rс-генератора с трехзвенной фазосдвигающей цепью типа r-параллель
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 9 параметрические цепи
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Прохождение сигналов через параметрические цепи
- •2.2. Амплитудная модуляция
- •2.3. Балансная амплитудная модуляция
- •2.4. Преобразование частоты
- •2.5. Детектирование амплитудно-модулированных колебаний
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Изучение аналогового перемножителя
- •3.2. Получение и детектирование амплитудно-модулированных сигналов
- •3.3. Получение и детектирование колебаний с балансной амплитудной модуляцией
- •3.4. Преобразование частоты
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
2.4. Необходимые виртуальные элементы
Для выполнения работы необходимы резистор, конденсатор и катушка индуктивности. Эти элементы расположены в линейке библиотек компонентов инструментов и контрольно-измерительных приборов в разделе Basic (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Раздел Basic линейки библиотек компонентов инструментов и контрольно-измерительных приборов
Для изменения параметра элемента нужно выделить его графическое обозначение, щелкнуть на нем правой кнопкой мыши, выбрать команду Component Properties, в появившемся на экране диалоговом окне команды – закладку Value. В нем при помощи клавиатуры и мыши ввести требуемые значения параметров компонента и нажать OK / Cancel для подтверждения или отмены установки значений.
Для выполнения работы также необходимы источники электродвижущей силы (ЭДС) постоянного и переменного тока. Эти элементы расположены в линейке библиотек компонентов инструментов и контрольно-измерительных приборов (рис. 2.2) в разделе Source (рис. 2.5).
Для установки параметров источника ЭДС нужно выделить его символ графического обозначения, затем щелкнуть по нему правой кнопкой мыши, выбрать команду Component Properties, в появившемся диалоговом окне – закладку Value. В диалоговом окне при помощи клавиатуры и мыши ввести требуемые значения параметров компонента и нажать OK / Cancel.
Для источника ЭДС переменного тока нужно определить эффективное (действующее) значение ЭДС, ее частоту и начальную фазу.
2.5. Необходимые виртуальные приборы
Для выполнения измерений необходимы амперметр, вольтметр и осциллограф.
2.5.1. Амперметр и вольтметр
Амперметр и вольтметр расположены в линейке библиотек компонентов инструментов и контрольно-измерительных приборов в разделе Indicators. Условные графические обозначения этих виртуальных приборов приведены на рис. 2.6.
В
ольтметр
и амперметр с цифровым отсчетом
предназначены для измерения напряжения
и тока в цепях постоянного и переменного
тока. В режиме переменного тока они
измеряют эффективные (действующие)
значения.
Для установления режима работы прибора и задания его внутреннего сопротивления нужно выделить символ его графического обозначения, щелкнуть по нему правой кнопкой мыши и выполнить команду Component Properties. В появившемся диалоговом окне команды выбрать закладку Value. Затем при помощи клавиатуры и мыши ввести требуемые значения параметров и нажать OK / Cancel.
2.5.2. Двухканальный осциллограф
Осциллограф предназначен для визуального наблюдения формы переменного напряжения. Он позволяет определять количественные характеристики сигнала: частоту и амплитуду переменного напряжения, длительности фронта и спада импульса, длительность импульса, сдвиг фаз между двумя периодическими сигналами, величину постоянного напряжения.
Осциллограф расположен в линейке библиотек компонентов инструментов и контрольно-измерительных приборов в разделе Instruments. Его условное графическое обозначение приведено на рис. 2.7, лицевая панель осциллографа показана на рис. 2.8.
Осциллограф имеет два канала (Channel А и Channel В) с раздельной регулировкой чувствительности (коэффициента отклонения по вертикали) в диапазоне от 10 мкВ/дел до 5 кВ/дел и регулировкой смещения по вертикали (Y POS).
В
ыбор
режима по входу осуществляется нажатием
кнопок
.
Режим АС (режим «закрытого входа») предназначен для наблюдения сигналов переменного тока. В режиме 0 входной зажим замыкается на землю. В режиме DC (режим «открытого входа») можно проводить осциллографические измерения как постоянного, так и переменного тока. С правой стороны от кнопки DC расположен входной зажим.
Вид
развертки определяется переключателем
.
При нажатии крайней левой клавиши (Y/T) реализуется линейная развертка, когда подаваемые на входы каналов А и В сигналы воспроизводятся на экране осциллографа в функции времени. При этом развертка по вертикали осуществляется сигналами, поступающими на входы каналов А и В, развертка по горизонтали – пилообразным напряжением.
При нажатии средней клавиши В/А развертка по вертикали осуществляется сигналом канала В, по горизонтали – сигналом канала А.
При нажатии крайней правой клавиши А/В развертка по вертикали осуществляется сигналом канала А, по горизонтали – сигналом канала В.
В
случае Y/T
длительность развертки (коэффициент
развертки) Time
base
может быть задана в диапазоне от 0,1
нс/дел (ns/div)
до 1 с/дел (s/div)
с возможностью установки смещения в
тех же единицах по горизонтали, т. е.
по оси Х
(X
position).
Предусмотрен ждущий режим развертки
(Trigger)
с запуском
развертки
(Edge)
по фронту
или по спаду запускающего сигнала канала
А
или канала В
(выбирается нажатием кнопок
)
при регулируемом уровне
(Level)
запуска, а также режим автоматической
развертки Auto.
Внутренняя синхронизация развертки
может выполняться сигналом канала А
или В,
внешняя синхронизация – сигналом
внешнего источника (Еxt),
подключаемого к зажиму в блоке управления
Trigger.
Названные режимы запуска развертки
выбираются кнопками
.
Заземление осциллографа осуществляется с помощью клеммы Ground, расположенной в правом верхнем углу прибора. При нажатии на кнопку Expand лицевая панель осциллографа существенно изменяется (рис. 2.9).
При этом появляется возможность прокрутки по горизонтали и сканирования изображения с помощью вертикальных визирных линий (синего и красного цвета), которые за треугольные ушки (обозначены цифрами 1 и 2) могут быть перетянуты в любое место экрана. В индикаторных окошках под экраном приводятся результаты измерения напряжения, временных интервалов и их приращений (между визирными линиями). Изображение можно инвертировать нажатием кнопки Reverse и записать данные в файл нажатием кнопки Save. Возврат осциллографа в исходное состояние осуществляется нажатием кнопки Reduce.
