Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

/ LB3

.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.34 Mб
Скачать

Лабораторная работа

"Электронный осциллограф С1-134.

Измерение амплитуды, частоты и сдвига фаз электрических сигналов"

Контрольные вопросы для подготовки к лабораторному занятию

  1. Структурная схема электронного осциллографа. Назначение функциональных блоков.

  1. Передняя панель осциллографа С1-134. Назначение органов управления.

  1. Устройство и принцип работы электронно-лучевой трубки осциллографа.

Одним из основных узлов осциллографа является электронно-лучевая трубка. Она представляет собой стеклянный баллон с высоким вакуумом, в котором имеется система электродов и экран, покрытый люминофором. При попадании на экран электронов наблюдается свечение. В цилиндрической части трубки расположены катод, модулятор, первый и второй аноды, две пары отклоняющих пластин. Источником электронов является оксидный катод. Катод подогревается с помощью нити накала, изолированной от катода. Систему электродов (катод, цилиндрический модулятор, первый и второй аноды) называют электронной пушкой. На модулятор относительно катода подают отрицательный потенциал, величину которого регулируют переменным резистором и этим самым изменяют яркость светящегося пятна на экране ЭЛТ. Первый анод используется для фокусировки электронного луча. Второй анод служит для ускорения электронов. Некоторые трубки имеют третий анод, позволяющий повысить яркость свечения экрана. Последняя буква в условном обозначении ЭЛТ указывает тип люминесцентного покрытия экрана: А – покрытие дает голубое свечение и малую продолжительность послесвечения, В – длительное послесвечение (порядка нескольких секунд), И – покрытие дает зеленое свечение средней продолжительности. Длительность послесвечения ЭЛТ можно оценить экспериментально, не подключая ЭЛТ. С этой целью освещают в течение нескольких секунд экран ЭЛТ карманным фонариком и, выключив фонарик, наблюдают в темноте уменьшение с течением времени яркости свечения экрана. Покрытие типа И благоприятно для визуального наблюдения сигналов с частотой выше 10 Гц.

  1. Генератор развертки. Синхронизация в электронном осциллографе. Определение сигнального провода коаксиального кабеля. Определение амплитуды и частоты сигнала с помощью электронного осциллографа. Определение сдвига фаз с помощью электронного осциллографа. (приложение)

Лабораторная работа

Исследование RC-цепей.

  1. Дайте определение амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик электрической цепи.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала.

Фазо-частотная характеристика — это зависимость сдвига фаз между выходным синусоидальным колебанием и входным от частоты.

  1. Нарисуйте схемы интегрирующей и дифференцирующей цепей.

  1. Запишите закон изменения напряжения на конденсаторе при его зарядке от источника постоянного напряжения через резистор R.

  1. Запишите закон изменения напряжения на конденсаторе при его разрядке через резистор R.

  1. Опишите переходные процессы в интегрирующих и дифференцирующих RC-цепях при воздействии на них прямоугольных импульсов для различных постоянных времениRC-цепей.

Когда в начальный момент времени конденсатор не заряжен, а на входе цепи появляется скачок напряжения, все входное напряжение приложено к резистору. По мере зарядки конденсатора напряжение на конденсаторе увеличивается, а напряжение на резисторе падает, т.к. их сумма постоянна.

Допустим цепи такова, что к моменту времени, конденсатор успевает зарядиться до, в этот момент времени.В интервале времени отдоконденсатор разряжается, при этом ток разрядки течет противоположно току зарядки, что означает изменение знака силы тока. На резисторе формируется импульс отрицательной полярности. Далее величина тока разрядки уменьшается.

Рассмотрим случай, когда , это означает, что конденсатор заряжается быстрее. При уменьшениинапряжение на конденсаторе очень быстро увеличивается дои далее не меняется. В тот момент, когда конденсатор зарядился, напряжение на резисторе. В этом случае на входеRC-цепи формируются очень короткие импульсы, а форма сигнала очень отличается от формы входного сигнала, а напряжение, снимаемое с конденсатора, по форме напоминает форму входного сигнала.

Если рассмотреть случай, где , то конденсатор за время импульса не успевает зарядиться до , т.к. начинается пауза, и конденсатор, не успев зарядиться до максимально значения, начинает быстро разряжаться. Форма сигнала на конденсаторе очень сильно отличается от входного сигнала, а напряжение, снимаемое с резистора, почти совпадает с формой входного сигнала.

  1. Что такое частота среза четырёхполюсника?

Для дифференцирующих RC-цепей частота среза – это частота электрических импульсов,которая показывает, чтопри меньших частотах сигнал не пропускается устройством.

Для интегрирующих RC-цепей частота среза – это частота электрических импульсов,которая показывает, что при больших частотах сигнал не пропускается устройством.

Лабораторная работа

" Семейство входных и выходных характеристик биполярного транзистора для схемы включения с общим эмиттером (выбор схемы подключения измерительных приборов, расчет погрешностей измерений, наблюдение входной характеристики на экране осциллографа)"

Контрольные вопросы для подготовки к лабораторному занятию

  1. Электронно-дырочный переход и его свойства.

Электронно-дырочным переходом (р-n-переходом) называют тонкий слой между двумя областями полупроводникового кристалла, одна из которых имеет электрон-ную, а другая – дырочную электропроводность.

Поскольку в р-области электронно-дырочного перехода концентрация дырок го-раздо выше, чем в n-области, дырки из n -области стремятся диффундировать в электронную область. Электроны диффундируют в р-область.

Для создания в исходном полупроводнике (обычно 4-валентном германии или кремнии) проводимости n- или p-типа в него добавляют атомы 5-валентной или 3-валентной примесей соответственно (фосфор, мышьяк или алюминий, индий и др.)

Атомы 5-валентной примеси (доноры) легко отдают один электрон в зону проводимости, создавая избыток электронов в полупроводнике, не занятых в образовании ковалентных связей; проводник приобретает проводимость n-типа. Введение же 3-валентной примеси (акцепторов) приводит к тому, что последняя, отбирая по одному электрону от атомов полупроводника для создания недостающей ковалентной связи, сообщает ему проводимость p-типа, так как образующиеся при этом дырки (вакантные энергетические уровни в валентной зоне) ведут себя в электрическом или магнитном полях как носители положительных зарядов. Дырки в полупроводнике р-типа и электроны в полупроводнике n-типа называются основными носителями в отличие от неосновных (электроны в полупроводнике р-типа и дырки в полупроводнике n-типа), которые генерируются из-за тепловых колебаний атомов кристаллической решетки.

  1. Классификация и условные графические обозначения биполярных транзисторов.

Биполярные транзисторы классифицируют по 2-м параметрам:по мощности и по частотным свойствам.

По мощности они подразделяются на:

маломощные ( Рвых ≤ 0,3 Вт);

средней мощности (0,3 Вт <Рвых ≤ 1,5 Вт);

мощные (Рвых> 1,5 Вт).

По частотным свойствам:

низкочастотные (fα ≤ 0,3 МГц);

средней частоты (0,3 МГц < fα ≤ 3 МГц);

высокой частоты (3 МГц < fα ≤ 30 МГц);

сверхвысокой частоты (fα > 30 МГц).

  1. Принцип работы биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером.

Биполярный транзистор (далеепросто транзистор) состоит из трёхчередующихся областей полупроводников, имеющих проводимость p и n типов. В зависимости от их расположения различают транзисторы p−n−p и n−p−n типов. Условные графические обозначения(УГО) транзисторов обоих типов приведены на рис. 1.2. Выводы транзистора называются: Э –– эмиттер, Б –– база и К –– коллектор. Направление стрелки указывает положение области с проводимостью n типа.

Рассмотрим принцип действия транзистора. Переход эмиттер–база включается впрямом направление, в результате основные носители заряда попадают в базу и создают токбазы IБ.Концентрация основных носителей заряда в базе значительно меньше, чем в эмиттере иколлекторе, поэтому в базе рекомбинирует малая часть зарядов из эмиттера, кроме того, базавыполняется достаточно узкой и основное количество зарядов, попавшее в базу из эмиттера, уже имея достаточно высокую скорость иполучая дополнительное ускорение от поля перехода база–коллектор,пролетает в коллектор, создавая ток коллектора IК, значительно превышающий ток базы IБ.

  1. Входная характеристика биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером. Малосигнальный параметр h11.

(при) – входное сопротивление биполярного транзистора при короткозамкнутом поперечному току выходе

  1. Семейство входных характеристик биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером. Малосигнальный параметр h12.

(при) –коэффициент обратной передачи при напряжении при разомкнутом поперечному току выходе

  1. Выходная характеристика биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером. Малосигнальный параметр h22.

(при) –коэффициент усиления по току при короткозамкнутом поперечному току выходе

  1. Семейство выходных характеристик биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером. Малосигнальный параметр h21.

(при) –выходная проводимость биполярного транзистора при разомкнутом по переменному току выходе

Работа транзистора характеризуется семействами входных и выходных характеристик. Эти характеристики (для по схеме сОЭ) приводятся в справочниках по транзисторам.

Входные характеристики (оказывают зависимостьтока базы (IБ) от напряжения между базой и эмиттером (UБЭ), припостоянном напряжении, приложенному к коллектору (UКЭ). Входныехарактеристики слабо зависят от напряжения на коллекторе, поэтому обычно приводят две зависимости (например, в справочнике приводятся входные характеристики транзисторов при UКЭ= 0 и 5В).

Выходные характеристики показывают зависимостьтока коллектора (IК) от напряжения между коллектором и эмиттером(UКЭ), при постоянном значении тока базы (IБ). Выходные характеристики приводятся для достаточно большого (5 и более) значенийтока базы (IБ1, IБ2, IБ3, и т. д.).

5

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]