Учебное пособие 21

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 14

Построение комбинационных логических устройств на элементах ИЛИ – НЕ

14.1. Цель работы

Изучение основных законов алгебры логики, схемной реализации логических функций на функционально полных логических элементах 2ИЛИ - НЕ.

14.2.Подготовка к работе

14.2.1.По [1,5] изучите законы алгебры логики, функционально полные логические элементы.

14.2.2.Ответьте на все вопросы для самопроверки.

14.3. Порядок выполнения работы

14.3.1.Используя справочник [8], нарисуйте условное обозначение элемента 2ИЛИ-НЕ и запишите логическую функцию и таблицу истинности.

14.3.2.На элементах 2ИЛИ-НЕ составьте схему для проверки закона от-

рицания Y = X , Y = X . Для составления схем напишите логические уравнения и таблицы истинности.

14.3.3.На элементах 2ИЛИ-НЕ реализуйте функцию «ИЛИ» Y=X1+X2. Составьте уравнение и таблицы истинности.

14.3.4.На элементах 2ИЛИ-НЕ реализуйте функцию «И» Y=X1*X2. Составьте уравнение и таблицы истинности.

14.3.5. На элементах 2ИЛИ-НЕ реализуйте функцию «ЗАПРЕТ»

Y= X1* X 2 . Составьте уравнение и таблицы истинности.

14.3.6.На элементах 2ИЛИ-НЕ реализуйте функцию «Исключающее ИЛИ». Составьте уравнение и таблицы истинности.

14.3.7.На элементах 2ИЛИ-НЕ реализуйте функцию полусумматора S= X1*X2+X1* X 2 . Составьте уравнение и таблицы истинности.

Вопросы для самопроверки

1.Почему возможна реализация различных логических функций на элементах ИЛИ-НЕ?

2.Как по заданной функции реализовать комбинационную логическую схему?

3.Что такое передаточная характеристика логической схемы?

4.Что такое переходная характеристика логической схемы?

5.Как определяется помехоустойчивость логических схем?

11

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 15

Дифференциаторы на операционных усилителях

15.1. Цель работы Изучение схем дифференциаторов на ОУ.

15.2.Подготовка к работе

15.2.1.По [1,5] изучите принцип работы дифференциатора и расчет его

элементов.

15.2.2.Ответьте на все вопросы для самопроверки.

15.3. Порядок выполнения работы

15.3.1.Нарисуйте схему дифференциатора на ОУ K14ОУД12.

15.3.2.При R=100 кОм и С=0.01 мкф рассчитайте выходной сигнал и нарисуйте его временную диаграмму для следующих входных сигналов:

а) Uвх – положительная треугольная волна амплитудой 4 В и частотой f=1 кГц.

б) Uвх – положительная прямоугольная волна амплитудой 4 В, частотой f=1кГц.

Вопросы для самопроверки

1.Объясните принцип действия дифференциатора.

2.Объясните, зачем необходимо вводить коррекцию в дифференциатор?

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 16

Трехфазный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом

16.1. Цель работы

Изучить принцип действия и основные характеристики трехфазных выпрямителей с нулевым выводом. Научиться рассчитывать основные параметры выпрямителей.

16.2.Подготовка к работе

16.2.1.Изучите по [1,5] принцип работы и основные характеристики выпрямителя с нулевым выводом.

16.2.2.Ответьте на все вопросы для самопроверки.

12

16.3. Порядок выполнения работы

16.3.1.Нарисуйте электрическую схему и временные диаграммы напряжения и тока трехфазного выпрямителя с нулевым выводом, работающим на активную нагрузку. Первичную обмотку трансформатора соединить звездой.

16.3.2.Рассчитайте выпрямленное напряжение, ток и коэффициент пульсаций. Значения напряжения на вторичной обмотке и сопротивление нагрузки Rн брать из табл. 6.

		Таблица 6
Номер варианта	U2,В	Rн,Ом
1	20	10
2	25	20
3	35	30
4	40	40

16.3.3.Нарисуйте внешнюю характеристику выпрямителя.

16.3.4.Как повлияет конденсаторный фильтр на работу выпрямителя и его характеристики.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое выпрямление? Как оно осуществляется и какие элементы при этом используются?

2.Что такое однополупериодное выпрямление?

3.Как работает трехфазный выпрямитель с нулевым выводом и каковы его основные характеристики?

4.В чем достоинства и недостатки исследуемого трехфазного выпрямителя?

5.Как выбираются диоды выпрямителя?

6.Что такое частота пульсаций и коэффициент пульсаций?

7.Какими основными параметрами характеризуются выпрямители?

8.Назначение, принцип работы, преимущества и недостатки емкостных фильтров.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 17

Трехфазный неуправляемый выпрямитель по схеме А.И.Ларионова

17.1. Цель работы Изучить принцип выпрямления и основные характеристики трехфазного

мостового выпрямителя. Научиться рассчитывать основные параметры выпрямителей.

13

17.2.Подготовка к работе

17.2.1.Изучите по [1,5] принцип работы и основные характеристики мостового выпрямителя с активной нагрузкой и емкостным фильтром.

17.2.2.Ответьте на все вопросы для самопроверки.

17.3. Порядок выполнения работы

17.3.1.Нарисуйте схему и временные диаграммы напряжений и тока трехфазного выпрямителя, работающего на активную нагрузку и с емкостным фильтром.

17.3.2.Рассчитайте: - средний выпрямленный ток;

-среднее выпрямленное напряжение;

-максимальное обратное напряжение и коэф-

фициент пульсаций.

Значение напряжения на вторичной обмотке U2 и сопротивления нагрузки Rн брать из табл. 17.

17.3.3.По расчетным данным п. 17.3.2 выберите тип диода и запишите его параметры.

17.3.4.Нарисуйте внешние характеристики выпрямителя с фильтром и

без него.

17.3.5.Рассчитайте коэффициент пульсаций выпрямителя без фильтра.

Вопросы для самопроверки

1.Объясните принцип работы трехфазного мостового выпрямителя.

2.Каковы основные характеристики трехфазного мостового выпрямителя?

3.Каковы преимущества мостового выпрямителя по сравнению с выпрямителем с нулевым выводом?

4.Почему при одинаковом фазном напряжении на входе максимальное обратное напряжение на диоде мостового выпрямителя меньше, чем у выпрямителя с нулевым выводом?

5.Каковы средние значения величин выпрямленного напряжения, тока мостового выпрямителя и выпрямителя с нулевым выводом при одинаковом входном фазном напряжении?

6. Как объяснить разницу во времени интервала проводимости диодов выпрямителя по схеме А.И.Ларионова и выпрямителя с нулевым выводом?

7.Почему в трехфазной схеме с нулевым выводом происходит подмагничивание магнитопровода трансформатора, а в выпрямителе по схеме А.И. Ларионова нет?

14

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 18

Однофазный управляемый выпрямитель

18.1. Цель работы Изучить фазовый способ регулирования напряжения на нагрузке выпря-

мителя.

18.2.Подготовка к работе

18.2.1.По [1,5] изучите принцип регулирования напряжения и принцип работы однополупериодного управляемого выпрямителя.

18.2.2.Ответьте на все вопросы для самопроверки.

18.3.Порядок выполнения работы

18.3.1.Нарисуйте схему управляемого однофазного однополупериодного выпрямителя.

18.3.2.Нарисуйте временные диаграммы напряжений и токов для управляемого выпрямителя.

18.3.3.Рассчитайте и постройте регулировочную характеристику управляемого выпрямителя при U2 = 20В.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое управляемый выпрямитель?

2.Какие способы регулирования напряжения на нагрузке управляемого выпрямителя Вы знаете?

3.Что такое фазный способ регулирования?

Курсовая работа (КР)

Общие положения

Конечным результатом КР может быть: аналитический обзор (реферат), электронное устройство (макет), исследование явлений и процессов. КР реферативного направления ставит цель научить студента работать с различными источниками научно-технической информации:

1.Учебными изданиями.

2.Монографиями.

3.Научно-техническими журналами, например “Компоненты и технологии” (с приложениями), “Схемотехника”, “Радио” и др.

4.Патентами, лицензиями.

5.Интернетисточниками и др.

Примерный перечень тем курсовых работ приводится ниже.

15

Темы курсовых работ

1.Усилители мощности низкой частоты.

2.Усилители мощности высоких и сверхвысоких частот.

3.Усилители мощности НЧ с широтно-импульсной модуляцией (класс D).

4.Усилители высокой частоты.

5.Малошумящие усилители сверхвысоких частот.

6.Микромощные усилители.

7.Шумы в усилителях.

8.Нелинейные искажения в усилителях.

9.Широкополосные усилители.

10.Устойчивость работы резонансных усилителей.

11.Генераторы гармонических колебаний.

12.Генераторы импульсов.

13.Генераторы пилообразного напряжения.

14.Генераторы на кварцевых резонаторах.

15.Генераторы с управляемой напряжением частотой.

16.Генераторы на логических элементах.

17.Умножители частоты.

18.Измерительные усилители на ОУ.

19.Устройства “выборки – хранение” аналоговых сигналов. 20.Преобразователи напряжения в частоту. 21.Интеграторы.

22.Компараторы и их применение. 23.Таймер КР 1006ВИ1 и его применение. 24.Аналого-цифровые преобразователи. 25.Источники эталонного тока и напряжения. 26.Активные фильтры.

27.Коммутируемые RC – фильтры.

28.Фильтры на переключаемых конденсаторах.

29.Фильтры на поверхностных акустических волнах.

30.Высокочастотные LC – фильтры в электронных устройствах.

31.Выпрямители с емкостным фильтром.

32.Выпрямители с индуктивным фильтром.

33.Умножители напряжения.

34.Стабилизаторы с непрерывным регулированием.

35.Зарядные устройства аккумуляторов.

36.Регуляторы напряжения автомобильных бортовых сетей питания.

37.Импульсные стабилизаторы.

38.Электронные трансформаторы.

39.Защита в транзисторных стабилизаторах.

40.Тиристорные стабилизаторы.

41.Туннельные диоды и их применение.

16

42.Тиристорные регуляторы температуры.

43.Магнитодиоды, магнитотранзистры и их применение.

44.Элементы оптоэлектроники и их применение.

45.Оптоволоконная связь.

Тема выбранной КР согласовывается с преподавателем. Студент может выполнить курсовую работу по согласованию с преподавателем по теме, не вошедшей в приведенный перечень. Кроме реферативного исполнения КР приветствуются КР с техническим макетированием, физическим моделированием электронных устройств.

Библиографический список

1.Авдеев, Ю. В. Общая электротехника и электроника: конспект лекций на цифровом носителе / Ю.В. Авдеев: ВГАСУ. 2009.

2.Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник. / Л. А. Бессонов. -М.: Гордарики, 2002. – 638 с.

3.Татур, П.А. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях: учеб. пособие для вузов. / П.А. Татур, В.Е. Татур– М.:

Высш. шк., 2004. – 407с.

4.Нейман, Л.Р. Теоретические основы электротехники. / Л.Р. Нейман, К.С. Демирчан. - Т.1. – Л: Энергоиздат, 1981.- 536 с.

5.Забродин, Ю.С. Промышленная электроника. / Ю.С. Забродин. –

М.: ООО ИД «Альянс», 2008. – 496 с.

6.Основы промышленной электроники / под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1986. – 336 с.

7.Жеребцов, И.П. Основы электроники / И.П. Жеребцов – Л.: Энерго-

атомиздат, 1990. – 352с.

8.Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / под ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергия, 1976. – 350 c.

9.Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл. – М.:

Мир, 1993.

10.Сборник задач упражнений по теоретическим основам электротехники / под ред. П.А. Ионкина. – М.: Энергоиздат, 1982. – 768с.

17

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…..…………………………………………………………………... 3

Общие положения и варианты заданий……………………………………… 3 Расчетно-графическая работа №8…………………………….……………… 5 Расчетно-графическая работа №9………………………….………………… 6 Расчетно-графическая работа №10……………………………………….….. 7 Расчетно-графическая работа №11………………………………………….. 7 Расчетно-графическая работа №12……………………………………….….. 8 Расчетно-графическая работа №13…………………………………………... 10 Расчетно-графическая работа №14………………………………….……….. 11 Расчетно-графическая работа №15…………………………………………... 12 Расчетно-графическая работа №16…………………………………………... 12 Расчетно-графическая работа №17…………………………………………... 13 Расчетно-графическая работа №18…………………………………………... 15 Курсовая работа. Общие положения ………………...……………...………. 15

Темы курсовых работ ………………………………………………………... 16 Библиографический список…………………………………………..………. 17

Общая электротехника и электроника

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ №8 - №18

и курсовой работы по разделу "Электроника" для студентов специальности 220301

"Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)"

Составители: к. т. н. доц. Авдеев Юрий Валентинович, ассист. Полуказаков Алексей Викторович

Подписано в печать 12.05. 2009. Формат 60×84 1/16. Уч.-изд. л. 1.0. Усл.-печ. л. 1.1. Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ №_____

Отпечатано: отдел оперативной типографии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

394006, г. Воронеж, ул.20-летия Октября, 84.

18