ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Лабораторні роботи проводяться для поглиблення та закріплення знань з розділів "Напівпровідникові прилади" та "Інтегральні мікросхеми" (ІМС) дисциплін "Радіоматеріали, радіокомпоненти та мікроелектроніка", "Компоненти електронної техніки", “Основи електроніки” та “Мікросхемотехніка”.

При проведенні лабораторних робіт формуються навики експериментального дослідження напівпровідникових діодів, біполярних та польових транзисторів, ІМС в статичному та динамічному режимах, а також вміння правильно користуватись електронною вимірювальною апаратурою, вибирати оптимальний режим роботи приладів, обробляти та узагальнювати результати вимірювань, користуватись довідниками та державними стандартами.

Кожну лабораторну роботу студенти виконують протягом чотирьох академічних годин. За цей час необхідно: подати викладачу заздалегідь підготовлений протокол звіту, відповісти на контрольні запитання до теми, виконати експериментальні дослідження в відповідності до порядку проведення роботи, побудувати графіки, виконати необхідні розрахунки, сформулювати виводи, оформити звіт, пред'явити його викладачеві та пояснити одержані результати.

Для вчасного виконання цього обсягу роботи та якісного проведення лабораторних занять необхідна ретельна підготовка. До виконання лабораторних робіт допускаються студенти, які мають підготовлені протоколи звітів та відповіли на контрольні запитання. Основний теоретичний матеріал в достатньому об'ємі викладено в підручниках [1, 2]. В кожній лабораторній роботі наведені сторінки відповідних розділів цих підручників.

Лабораторні роботи проводяться фронтальним методом. Зміна лабораторних модулів відбувається через 4 тижні. До виконання чергової лабораторної роботи допускаються студенти, які виконали окреслений вище перелік завдань до попередньої роботи.

Лабораторні роботи виконують на учбовому лабораторному стенді для дослідження дискретних та інтегральних компонентів радіоелектронної апаратури. При проведенні досліджень використовують джерела живлення 12 В та 27 В. Напруга регулюється потенціометрами на платі кожного модуля.

Межі вимірювальних приладів виставляють для кожної роботи. Їх значення показані на стендах. При виконанні експериментів необхідно вірно виставляти діапазони вимірювальних приладів. Прилади не повинні "зашкалювати".

Виводи за результатами експериментів повинні вміщувати:

• загальну характеристику приладу, що досліджують в лабораторній роботі (позначення, потужність, частотний діапазон);

• оцінку одержаних результатів (характеристик і параметрів);

• порівняльний аналіз отриманих результатів та параметрів, взятих із довідника (паспортних даних приладу);

• особливості використання приладу в радіоелектронних пристроях.

Лабораторна робота 1

ВИВЧЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ І ПРИДБАННЯ НАВИЧОК РОБОТИ З ЕЛЕКТРОННИМИ ВИМІРЮВАЛЬНИМИ ПРИЛАДАМИ

Мета роботи: ознайомлення з принципами побудови, функціювання та технічними характеристиками імпульсних генераторів Г5-54 та двопроменевих осцилографів С1-55. Надбання навичок роботи з цими приладами при дослідженні пристроїв в часовій області.

1. Стислі теоретичні відомості

При визначенні працездатності радіоелектронних вузлів, пристроїв і систем, а так само при налагодженні та дослідженні (аналізі), на вхід подаються тестові сигнали й аналізується реакція. Тестові сигнали частіше усього використовують як:

– гармонічний сигнал (синусоїдальний);

– імпульси прямокутної форми;

– імпульси спеціальної форми;

– комплекс імпульсів для конкретної апаратури.

Тестові гармонічні сигнали використовують під час аналізу систем у частотній області, коли важливим є дослідження смуги пропускання пристрою. Наприклад, в підсилювачах звукових частот.

При дослідженні імпульсних і цифрових пристроїв важливим є оцінка їхньої швидкодії, тому досліджують тривалість переключення електричних кіл з одного стану в інший. У даному випадку тестові сигнали використовують як імпульси прямокутної форми.

На виході випробуваних пристроїв підключаються електронні вольтметри, або електронні осцилографи, або спеціалізовані системи візуалізації й контролю сигналів, що включають системи обробки інформації різноманітної складності, в тому числі й ЕОМ.

При дослідженні дискретних і мікроелектронних компонентів радіоелектронної апаратури в ході лабораторного практикуму вивчають перехідні процеси в напівпровідникових діодах, транзисторах та інтегральних мікросхемах. З цією метою тестові сигнали використовують як імпульси прямокутної форми, що генеруються генератором Г5-54. Осцилограф С1-55 використовують як прилад, що фіксує реакцію на виході пристрою.

2. Генератор імпульсів г5-54

Генератор імпульсів Г5-54 призначений для використання при дослідженні, налагодженні і настроюванні радіоелектронних пристроїв.

Залежно від типу пристроїв, що підлягають дослідженню, виникає необхідність в текстових сигналах з заданими параметрами. Тому генератор забезпечує формування прямокутних імпульсів зі змінними: періодом повторення (Т), тривалістю , амплітудою А, затримкою . Передня панель генератора Г5-54 показана на рис.1.1.

На рис. 1.1. показано:

1 – група кнопок запуск, де

– при натиснутій кнопці – запуск зовнішнім негативним імпульсом;

– при натиснутій кнопці – запуск зовнішнім позитивним імпульсом або синусоїдальним сигналом;

– при натисканні кнопки працює разовий (одноразовий) запуск);

• при натиснутій верхній кнопці прилад працює в режимі внутрішнього запуску (такий режим роботи генератора використовується в лабораторних роботах).

2 – тумблер "Мережа" і індикаторна лампа вмикання приладу.

3 – група "Частота повторення" містить шкальний пристрій плавного регулювання частоти повторення і перемикач піддіапазонів частоти повторення. Колір кнопки показує на колір шкали плавного регулювання, за якою необхідно вести відлік.

4 – група "Часовий зсув" містить шкальний пристрій плавного регулювання часового зсуву основного імпульсу щодо синхроімпульсу і перемикач піддіапазону часового зсуву. Колір кнопки відповідає кольору шкали плавного регулювання, за якою необхідно вести відлік.

5 – група "Тривалість" містить шкальний пристрій плавного регулювання тривалості основного імпульсу і перемикач піддіпазонів тривалості основних імпульсів. Колір кнопки відповідає кольору шкали плавного регулювання, за якою необхідно вести відлік.

6 – група виходу основних імпульсів, має вихідні гнізда 1:100, 1:10, 1:1, ручку плавного регулювання амплітуди, перемикач дільника амплітуди основного імпульсу, вольтметр, що показує амплітуду основного імпульсу (відлік за шкалою вимірювального приладу проводиться у вольтах з урахуванням включеного дільника амплітуди і коефіцієнта ділення вихідного гнізда), і перемикач полярності основних імпульсів.

На лицьовій панелі також розташована сполучена з корпусом приладу клема заземлення.

Рис. 1.1. Передня панель генератора Г5-54

7 – група "Синхроімпульси" – вихідне гніздо синхроімпульсу, перемикач полярності синхроімпульсу і регулятор амплітуди "Ампл.".

Прилад формує відеоімпульси позитивної та негативної полярностей прямокутної форми тривалістю від 0,1 до 1000 мкс.

Тривалість імпульсу (τ) регулюється плавно-східчасто (8 піддіапазонів) від 0,1 до 1000 мкс (1 млс) і встановлюється в бокових вівтарях 0,1 – 0,3; 0,3 – 1,0; 1 – 3; 3 – 10; 10 – 30; 30 – 100; 100 – 300; 300 – 1000 мкс.

Максимальна амплітуда основних імпульсів А_max на зовнішньому навантаженні 500 Ом із еквівалентною ємністю 50 пФ складає не менше 75 В.

Забезпечується плавне регулювання амплітуди до А_max, яка дорівнює 75 В, і східчасте ослаблення з коефіцієнтами (К) 1; 0,3; 0,1; 0,03.

Прилад має два додаткових виходи: 1:10 та 1:100 при коефіцієнті ослаблення 0,03.

Часовий зсув (затримка D) основного імпульсу щодо синхроімпульсу регулюється плавно-східчасто від 0,1 до 1000 мкс і встановлюється в межах: 0,1 – 0,3; 0,3 – 1,0; 1,0 – 3,0; 3 – 10; 10 – 30; 30 – 100; 100 – 300; 300 – 1000 мкс.

Величина D не повинна перевищувати 0,5 періоду повторення основних імпульсів (Т).

Частоту повторення імпульсів (F) при внутрішньому запуску регулюють плавно-східчасто (8 піддіапазонів) від 0,01 до 100 кГц і встановлюють в межах: 0,1 – 0,3; 0,3 – 1,0; 1,0 – 3,0; 3 – 10; 10 – 30; 30 – 100. Прилад забезпечує технічні характеристики в межах норм після самопрогріву протягом 15 хв.

На лицьовій панелі генератора (рис. 1.1) розташовані органи керування, підключення і контролю.

3. Двопроменевий осцилограф С1-55

При аналізі реакції системи на вплив тестового сигналу порівнюють вхідний і вихідний сигнали. З цією метою в лабораторних

роботах використовують двопроменеві осцилографи С1-55.

Малогабаритний напівпровідниковий двопроменевий осцилог-раф С1-55 призначений для одночасного спостереження і дослідження форм двох електричних процесів шляхом вимірювання їх часових і амплітудних значень. Передня панель осцилографа показана на рис. 1.2.

На рис. 1.2 показано:

1  двопроменева електронно-променева трубка з регуляторами режимів кожного променя.

2  перемикач тривалості розгортки.

3  колібратор.

4  вхід та регулятор чутливості каналу Y₁.

5  вхід та регулятор чутливості каналу Y₂.

6  вхід та перемикач блоку синхронізації.