Практикум на Electronics Workbench» • Каганов В.И. «Радиотехнические цепи и сигналы. В книге 2 приведены положения основ промышленной электроники, электрических измерений рассмотрены устройство и принцип работы


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА»
направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям)
Екатеринбург 2016
��2 БР.44.03.04.168.2016
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Российский государственный
профессионально
педагогический университет»
Институт инженерно
педагогического образования
Кафедра электрооборудования и энергоснабжения
К ЗАЩИТЕ ДОПУСКАЮ:
Заведующая кафедрой ЭС
______________А.О. Прокубовская
« _____ » ________________ 2016 г.
РАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГ
О ПРАКТИКУМА ПО ДИС
ИПЛИНЕ
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА»
Выпускная квалификационная работа бакалавра
направлени
подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям)
профил
подготовки «Энергетика»
профилизаци
«Энергохозяйство предприятий, организаций, учреждений и
энергосберегающие технологии»
Идентификационный код ВКР: 168
Исполнитель:
студент(ка) группы
01______________________С
Боброва
Руководитель:
ведующая кафедрой ЭС
______________
_________А
Прокубовская
Нормоконтролер:
ст. преподаватель кафедры ЭС
_______Т.В. Лискова
Екатеринбург 2016
��3 БР.44.03.04.168.2016
РЕФЕРАТ
Выпускная квалиф
икационная работа выполнена на 53
страницах,
со
держит 26
рисунк
ов, 21
таблиц
у, 30
источников литературы
приложени
на 48
страницах.
Ключевые слова:
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА,
ELECTRONICS
WORKBENCH
, ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА, ЭЛЕКТРОННАЯ
СХЕМА,
СХЕМОТЕХНИКА,
КОМПЕТЕНЦИЯ, АНАЛИЗ.
Объектом исследования
является процесс обучения дисциплины
«Электротехника и электроника».
Предметом
исследования
является
содержание дисциплины
«Электротехника и электроника».
Цель
разработать лабораторный практикум по дисциплине
«Электротехника и электроника».
Проанализирова
федеральный
государственны
образовательны
стандарт
(ФГОС)
13.02.11
среднег
о профессионального образования
(по
отраслям) профиля подготовки «
Техническая эксплуатация и обслуживание
электрического и электромеханичес
кого оборудования»
рабочая программа
дисциплин
«Электро
техника
и электроника»
с целью определения объема
рассматриваем
дисциплин
в учебном процессе
Анализ ФГОС СПО
позволил выявить требования, предъявляемые к уровню знаний и умений
выпускников после освоения указанной дисциплины.
Проанализирова
литератур
интернет
ресурсы
Проанализирова
лабор
аторный
практикум по дисциплине
«Электротехника
и электроника
»,
Разработаны лабораторные работы для программного пакета
Electronics
Workbench
» для дисциплины
«Электротехника
и электроника».
Реализован лабораторный практикум по дисциплине «Электро
техника
элект
роника
для выполнения лабораторных работ в программном пакете:
Electronics
Workbench
��4 БР.44.03.04.168.2016
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ УЧЕБНО
МЕТОДИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПО ТЕМЕ
«РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ЭЛЕТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»»
1.1 Анализ учебно
методической документации
1.2 Анализ литературы по теме «Электроника»
1.3 Анализ интернет
источников
2 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
2.1. Описание лабораторных работ
2.1.1 Пример лабораторной работы
2.2 Особенности программного продукта Electronics
Workbench
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
��5 БР.44.03.04.168.2016
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время применение средств информационной технологии
полностью заполнило систему образования
. В рамках обучения предмета все
больше входит использование дистанционных средств обучения,
проверка
теоретических знаний с помощью тестов, где компьютер уже сам отмечает
верные ответы, а также использование виртуальных лабораторий, что позволяет
выявить самостоятельность студента к освоению данных дисциплин.
Разработка лабораторного практикума
является одной из основных
компонентов усвоения физических знаний,
помогает определить лучшие
стороны изучаемой дисциплины
оздание виртуальной лаборатории,
помогает
решить ряд вопросов связанных с проведением лабораторной работы.
овейшие компьютерные те
хнологии позволяют смоделировать на компьютере
самую современную электротехническую лабораторию с уникальными
приборами, которыми оснащены далеко не все реальные лаборатории. На этом
этапе виртуальная среда создает все условия.
В виртуальной лаборатории э
кспериментатор застрахован от случайного
поражения током, а приборы не выйдут из строя из
за неправильно собранной
схемы. Процесс моделирования максимально приближен к реальному
эксперименту.
С помощью виртуальной лаборатории повышается инициативность и
мо
тивация к изучению дисциплины
у студентов, а это играет важную роль в
закреплении теоретических знаний на практике и подготовке специалиста.
Актуальность
настоящей работы вытекает из противоречия между
имеющимися недостатками в используемом учебном пособии
необходимостью его модернизации.
Объектом
исследования
выпускной квалификационной работы
явля
ется
процесс обучения дисциплины
«Электротехника
и электроника
��6 БР.44.03.04.168.2016
Предметом
исследования в
выпускной квалификационной
работе
является
содержание дисциплин
«Элек
тротехника
и электроника
Цель
выпускной квалификационной работы
является
разработка
лабораторного
практикум
по дисциплин
«Электрот
ехника
и электроника».
В соответствии с поставленной целью в работе определены следующие
задачи:
Проанализировать
федеральный
государственны
образовательны
стандарт
среднего профессионального образования по
специальности
13.02.11
Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и
электромеханичес
кого оборудования
(по отраслям)»
рабочую программу
дисциплин
«Электро
техника
и электроника»
с целью определения объема
рассматриваем
дисциплин
в учебном процессе.
Проанализировать литературу и
интернет
ресурсы, с целью
определения требований, предъявляемых к представлению материала в
электронном лабораторном пра
ктикуме.
Проанализировать имеющийся в Екатеринбургском
электромеханическом колледже Института электроэнергетики и информатики
лабораторный практикум по дисциплин
«Электротехника
и электроника
целью выявления недостатков, устаревшего материала в предста
вленном
лабораторном практикуме и модернизировать
его
с учетом выявленных
недостатков предоставленного учебного пособия.
Разработать лабораторные работы
по дисциплине
«Электротехника
электроника
с использованием программного продукта
Electronics
Workbench
Реализовать электронный лабораторный практикум по дисциплине
«Электрот
ехника
и электроника» для выполнения лабораторных работ в
программном пакете
Electronics
Workbench
��7 БР.44.03.04.168.2016
АНАЛИЗ УЧЕБНО
МЕТОДИЧЕСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ ПО ТЕМ
Е «РАЗРАБОТКА
ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИ
КУМА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ЭЛЕТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА»»
1.1 Анализ учебно
методической документации
Разработка лабораторного практикума предполагает проанализировать
учебно
методическую документацию по теме исследования.
Исходя
из этого,
необходимо определить специальность и дисциплину в рамках, которых
изучается данная тема, проанализировать ФГОС специальности с точки зрения
содержания дисциплины, описать план дисциплины, в том числе определить
формирование необходимых компетенц
ий для усваивания данной дисциплины.
Лабораторный практикум разрабатывается для студентов
Екатеринбургского Электромеханического колледжа по н
аправлению
подготовки 13.02.11
Среднего профессионального образования профиля
подготовки «
Техническая эксплуатация
и обслуживание электрического и
электромеханичес
кого оборудования» предусматривает в своем учебном плане
изучение дисциплины
Электротехника и электроника
».
Дисциплина
Электротехника и электроника
» изучается на втором курсе.
Согласно учебному плану, на
изучение дисциплины «
Электротехника и
электроника
» выделено всего 246 часов из них: лекции
98 часов,
лабораторные работы
80 часов, контрольные работы
1 час и на
самостоятельную работу студентов выделено 68 часов. По итогу студенты
сдают экзамен.
Дисц
иплина «Электротехника и электроника»
делится на два изучаемых
раздела:
лектротехника;
��8 БР.44.03.04.168.2016
лектроника;
Первый пред
полагает изучение таких вопросов, как получение,
распределение, преобразование и использование
электрической энергии.
настоящее время электрот
ехника включает в себя несколько наук:
Электроэнергетик
«Электроника»
«Система
управления
«Обработка
сигналов
Телекоммуникаци
я»
Основное отличие от
электроники заключается
в том, что электротехника
изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными
компонентами:
инии электропередачи
лектрические приводы
В э
лектронике основными компонентами являются
&#x/MCI; 38;&#x 000;&#x/MCI; 38;&#x 000;21&#x/MCI; 39;&#x 000;&#x/MCI; 39;&#x 000;]: &#x/MCI; 42;&#x 000;&#x/MCI; 42;&#x 000;• компьютеры
нтегральные схемы
В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача
электрической энергии, а в электронике
информации.
В результате освоения
исциплин
«Электротехника и электроника»
обещающиеся будут
нать
&#x/MCI; 51;&#x 000;&#x/MCI; 51;&#x 000;19&#x/MCI; 52;&#x 000;&#x/MCI; 52;&#x 000;]: &#x/MCI; 55;&#x 000;&#x/MCI; 55;&#x 000; классифи
кацию электронных приборов, их
стройство и область
применения
методы расчета и измерения основных
параметров электрических,
магнитных цепей
основные законы электротехники
основные правила эксплуатации электрооб
орудования и методы
измерения
электрических величин
��9 БР.44.03.04.168.2016
знать
основы теории электрических машин, принцип работы
типовых электрических устройств
основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и
диэлектриках
параметры электрических схем и единицы их измерения
принципы выбора электрических и электронных устройств и
приборов
принципы действия, устройство, основные характеристики
электро
технических и электронных устройств и приборов
свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных,
магнитных материалов
способы получения, передачи и использования электрической
энергии
устройство, принцип действия и основные характеристики
элек
тротехнических приборов
характеристики и параметры электрических и магнитных полей
В результате освоения дисциплины «Электротехника и электроника»
обещающиеся будут
меть
подбирать устройства электронной техники, электриче
ские
приборы и оборудование с
пределенными параметрами и характеристиками
правильно эксплуатировать электрооборудование и механизмы
передачи движения технологических машин и аппаратов
рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей
снимать показания электроизмерительных приборов
приспособлений и пользоваться ими
собирать электрические схемы
читать принципиальные, электрические и монтажные схемы
��10 БР.44.03.04.168.2016
Процесс освоения д
исциплин
«Электротехника и электроника»
направлен на формирование следующих общих и
профессиональных
компетенций
&#x/MCI; 1 ;&#x/MCI; 1 ;16&#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;]: &#x/MCI; 5 ;&#x/MCI; 5 ;1) понимать сущность и социальную значимость своей будущей
профессии, про
явля
ть к ней устойчивый интерес (ОК 1);
рганизовывать собственную деятельность, выбирать типовые
методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их
эффективность и качество (ОК 2)
ринимать
решения в стандартных и нестандартных ситуациях и
нест
и за них ответственность (ОК 3);
существлять поиск и использование информации, необходимой
для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и
личностного развития (ОК 4)
спользовать информационно
коммуникационные технологии в
профе
ссиональной деятельности (ОК 5)
рать на себя ответственность за работу членов команды
(подчиненных), результат выполнения заданий (ОК 7);
амостоятельно определять задачи профессионального и
личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно пл
анировать
повышение квалификации
(ОК
8);
риентироваться в условиях частой смены технологий в
профессиональной деятельности (ОК
9);
ыполнять наладку, регулировку и проверку электрического и
электромеханического оборудования
(ПК 1.1.);
рганизовывать и
выполнять техническое обслуживание и ремонт
электрического и электромеханического оборудования
(ПК 1.2.);
существлять диагностику и технический контроль при
эксплуатации электрического и электромеханического оборудования
(ПК 1.3.);
рганизовывать и выполн
ять работы по эксплуатации,
обслуживанию и ремонту бытовой техники.
(ПК 2.1.);
��11 БР.44.03.04.168.2016
существлять диагностику и контроль технического состояния
бытовой техники
(ПК 2.2.);
рогнозировать отказы, определять ресурсы, обнаруживать дефекты
электробытовой техники
. (ПК
2.3).
В тематический план и содержание учебной программы входят:
аздел 1 «
Электрические цепи постоянного тока электрического
поля
аздел 2 «
Электромагнетизм и электромагнитная индукция
аздел 3
«Электрические цепи переменного тока»
аздел 4 «
Переходные процессы в линейных электрических цепях»
аздел 5 «Электрические измерения и электроизмерительные
приборы»;
аздел 6 «Трансформаторы»;
аздел 7 «Полупроводниковые приборы»;
аздел 8 «Электронные устройства»;
аздел 9 «Измерения в цепях переменн
ого тока высокой частоты»;
аздел 10
«Электрические машины»;
аздел 11 «Электрические и магнитные элементы автоматики»;
аздел 12 «Передача и распределение электрической энергии».
Так как мы разрабатываем лабораторный практикум
по теме
«Электроника
нам
будут интересны разделы 7 и 8. Именно на основании
теоретических сведений предоставляемых на лекции студенту будет строиться
лабораторный практикум.
Для этого необходимо проанализировать учебную литературу и интернет
источники, и разработать лабораторные р
аботы в программном продукте
Electronics Workbench
��12 БР.44.03.04.168.2016
1.2 Анализ литературы по теме «Электроника»
Анали
з литературы
производится на основании следующих критериев
качества информации:
бъективность
информация объективна, если она не зависит от
методов ее
фиксации, чьего
либо мнения, суждения или отражает
разные точки
зрения на проблему;
остоверность
информация достоверна, если она
отражает истинное
положение дел;
олнота
информацию можно назвать полной, если она достаточна
для понима
ния проблемы и при
нятия решений;
очность определяется степенью ее близости к реальному состоянию
объекта,
процесса, явления и т.п.
ктуальность
держательная новизна;
воевременность
только вовремя полученна
я информация может
быть полезна
На сегодняшний день сфера
электроники развивается стремительно
быстро, вместе с этим и литературные источники не теряют своих позиций в
области актуальности.
Анализируя различ
ные печатные издания, посвященные дисциплине по
«электротехнике и электронике», и программному пакету Elect
ronics Workbench
были выбраны следующие книги:
Петленко
Б.И.
«Электротехника
и электроника
Джонс
М.Х.
«Электроника
практический курс»
Немцов
М.В.
«Электротехника. Книга 2»
Короновский
А.А,
Храмов
А.Е.
«Применение Electronics Workbench
для моделирован
ия электронных схем»
��13 БР.44.03.04.168.2016
Шустов
М.А.
«Схемотехника. 500 устройств на аналоговых
микросхемах»
Гусев
В.Г,
Гусев
Ю.М.
«Электроника и микропроцессорная
техника»
Кашкаров
А.П.
«Новейшие технологии в электронике»
Борисов
, Липатов
Д.Н
Зорин
Ю.Н.
«Электротехника»
Прошин
В.М.
«Электротехника»
Панфилов
Д.И.
«Электротехника и электроника в экспериментах и
упражнениях. Практикум на Electronics Workbench»
Каганов
В.И.
«Радиотехнические цепи и сигналы. Лабораторный
практикум»
Кучумов А.И.
«Электрони
ка и схемотехника»
Наиболее актуальной литературой, на сегодняшний день, являются
следующие книги:
Петленко
Б.И.
«Электротехника
и электроника
Данная книга является
фундаментальной для проведения измерений
пригодна для использования
студентами
технических специальностей
. Она
полна
наглядными примерами
и графиками
пояснениями и удобными
таблицами
. Книга является ценным источником информации
и может помочь
студенту освоить не только процесс измерения, но и осмыслить их с
физической точки зрения
&#x/MCI; 40;&#x 000;&#x/MCI; 40;&#x 000;15&#x/MCI; 41;&#x 000;&#x/MCI; 41;&#x 000;]. &#x/MCI; 44;&#x 000;&#x/MCI; 44;&#x 000;2. Джонс
М.Х.
лектроника
практический курс
В этой книге обширный охватываемый материал в области аналоговой и
цифровой схемотехники, огромное количество поясняющих иллюстраций,
также встр
ечаются различные практические задачи по расчету электрических
схем. Данная книга подойдет для широкого круга ауди
тории
&#x/MCI; 48;&#x 000;&#x/MCI; 48;&#x 000;3&#x/MCI; 49;&#x 000;&#x/MCI; 49;&#x 000;]. &#x/MCI; 52;&#x 000;&#x/MCI; 52;&#x 000;3. Немцов
М.В.
«Электротехника. Кн
ига 2»
Учебник состоит из двух книг. В книге 1 изложены основы теории
электрических и магнитных цепей. Дано описание устройств и рабочих свойств
��14 БР.44.03.04.168.2016
трансформаторов. В книге 2 приведены положения основ промышленной
электроники, электрических измерений; рассмо
трены устройство и принцип
работы электрических машин; представлены сведения об электроприводе
Учебник сопровождается, рисунками, схемами, таблицами, которые
непосредственно помогают в изучении материала. Подробно написан материал
одна тема следует за дру
гой, предполагает последовательное изуче
ние для
полного усвоения знаний
&#x/MCI; 1 ;&#x/MCI; 1 ;12&#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;]. &#x/MCI; 5 ;&#x/MCI; 5 ;4. А.А. Короновский, А.Е. Храмов «Применение Electronics
Workbench для моделиро
вания электронных схем»
В данном учебном пособии описываются основные принципы работы с
электронной системой моделирования Electronics Workbench. Достаточно
большой и подробный теоретический материал о самой программе её
компонентах и библиотеках. В книги
подробно расписано, как работать с тем
или иным компонентом из библиотеки, а также с электроизмерительными
приборами. Изложен материал по построению графиков и настройке приборов.
На практических примерах разобраны схемы и модели их подключения. Также
пре
дставлены примеры для самостоятельной работы студентов, что позволяет
для педаго
га проверить усвоенный материал
&#x/MCI; 9 ;&#x/MCI; 9 ;8&#x/MCI; 10;&#x 000;&#x/MCI; 10;&#x 000;]. &#x/MCI; 13;&#x 000;&#x/MCI; 13;&#x 000;5. М.А. Шустов «Схемотехника.
500 устройств на аналоговых
микросхемах»
Книга систематизировано освещает вопросы практического
использования аналоговых микросхем: операционных усилителей и схем на их
основе, усилителей и генераторов низких (звуковых) и высоких частот,
компараторов, тай
меров, аналоговых коммутаторов и мультиплексоров,
электронных потенциометров, фильтров, преобразователей частоты,
однокристальных AM
и ЧМ
радиоприемников, микросхем ЦАП и АЦП, схем
управления и индикации и т. д. Приведены многочисленные диаграммы и
график
и, иллюстрирующие работу устройств. Наряду с примерами
стандартного включения приведены варианты включения микросхем при
использовании их по нетиповому или неосновному назначению.
��15 БР.44.03.04.168.2016
Книга содержит свыше 500 схем и может оказаться полезной в практической
деят
ельности радиолюбителям и профессионалам различного уровня
подготовки
&#x/MCI; 1 ;&#x/MCI; 1 ;24&#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;]. &#x/MCI; 5 ;&#x/MCI; 5 ;6. Гусев
В.Г
, Гусев
Ю.М.
«Электроника и микропроцессорная
техника»
В общедост
упной форме изложены сведения об элементной базе и
схемотехнике аналоговой и цифровой электроники и оптоэлектроники.
Описаны компоненты электронных цепей, функции усилителей
и аналоговых
преобразователей.
Издание включает в себя, в частности, разделы, в ко
торых
содержится информация об электронных счетчиках; о регистрах, шифраторах,
дешифраторах, преобразователях кодов; запоминающих устройствах;
источниках вторичного электропитания, а также зарубежные стандарты.
Всего в учебном пособии 10 глав, которые нап
исаны понятным и
доступным языком. Данный учебник подходит для самостоятельного изучения
студентами, так как не требует особого внимания педагога. Может входить в
программу обучения кач
естве дополнительной литературы
&#x/MCI; 10;&#x 000;&#x/MCI; 10;&#x 000;2&#x/MCI; 11;&#x 000;&#x/MCI; 11;&#x 000;]. &#x/MCI; 14;&#x 000;&#x/MCI; 14;&#x 000;7. Кашкаров
А.П.
«Новейшие технологии в электронике»
В книге приведены перспективные, оригинальные и простые в
исполнении практические схемы с применением популярных микросхем серий
K561, КР1006, NE556 и многих других. Описанные устройства могут принести
практическую пользу дома, на даче, в автомобиле и легк
о могут быть
изготовлены самостоятельно, без применения специального оборудования и с
использованием минимума измерительных приборов. Часть устройств
разработана и испытана специально для использования в условиях сельской
местности, где напряжение в освети
тельной сети и телефонной линии не всегда
стабильно. Эти устройства призваны защищать бытовые электроприборы и
компьютерную технику от перепадов напряжения, а также от грозовых
разрядов. Научно
популярным языком описываются сложные вещи для
большого круга
читателей. Книга доступна каждому желающему, который
хочет разобраться
в новых электронных устройствах
��16 БР.44.03.04.168.2016
Борисов
Ю.М,
Липатов
Д.Н
, Зорин
Ю.Н
«Элект
ротехника»
Рассматриваются свойства, методы анализа и расчета электрических
цепей постоянного и переменного тока, магнитных цепей, электрические
приборы и измерения, трансформаторы и электрические
машины, а также
принципы выбора электродвигателя и аппарат
уры
управления и защиты
электротехнических устройств.
Учебник снабжен примерами и задачами, которые рассматриваются после
проработки соответствующего курса. Подробно изложен материал, описаны:
схемы, таблицы, примеры, задачи и многое другое. Книга ориенти
рована на
среднего студента, так как данный материал предполагает скрупулезного
изучения и разбора после каждой главы. В случае непонимания информации,
придется возвращаться в начало курса и восполнят
ь пробелы
&#x/MCI; 7 ;&#x/MCI; 7 ;1&#x/MCI; 8 ;&#x/MCI; 8 ;]. &#x/MCI; 11;&#x 000;&#x/MCI; 11;&#x 000;9. Прошин
В.М.
«Электротехника»
Данный учебник является частью учебно
методического комплекта по
профессиям технического профиля.
Изложены
базовые материалы по всем о
сновным разделам
электротехники. Э
лектрические и магнитные цепи постоянного и переменного
токов, электрические измерения, основы промышленной электроники,
электрические машины, производство и распределение электрической энергии.
Все главы представляют собо
й 50 логически завершенных двухчасовых тем.
сего
приложения
, где
приведены примеры расчетов электрических схем,
электромагнитных и электронных устройств по всем указанным темам.
Учебно
методический комплект разработан на основании Федерального
госуда
рственного образовательного стандарта среднего профессионального
образования с учетом его профиля
&#x/MCI; 17;&#x 000;&#x/MCI; 17;&#x 000;18&#x/MCI; 18;&#x 000;&#x/MCI; 18;&#x 000;]. &#x/MCI; 21;&#x 000;&#x/MCI; 21;&#x 000;10. Д.И Панфилов «Электротехника и электроника в экспериментах и
упражнениях. Практикум на Electronics Workbench»
Основная идея книги заключается в иллюстрации возможностей
виртуальной электронно
й лаборатории на персональном компьютере, какой
является пакет программ
Electronics Workbench. Не менее важной является
��17 БР.44.03.04.168.2016
детальная проработка всех аспектов организации проведения экспериментов и
упражнений в конкретной области применения. Именно такая прора
ботка и
предложена в книге для задач самой различной проблематики (от простейших
электрических цепей до электронных схем).
Виртуальная лаборатория открывает для технич
еских учебных заведений
широчай
шие возможности совершенствования учебного процесса, разви
тия
дистанционного обучения и новых методов экспериментального исследования.
Книга наглядно иллюстрирует, что на сегодняшний день имеется простой
и доступный инструмент для проведения экспериментальных исследований
широкого класса электрических и электронн
ых схем, который включает в себя
богатейшую библиотеку эле
ментов и измерительных приборов
&#x/MCI; 3 ;&#x/MCI; 3 ;14&#x/MCI; 4 ;&#x/MCI; 4 ;]. &#x/MCI; 7 ;&#x/MCI; 7 ;11. Каганов
В.И.
«Радиотехнические цепи и сигналы. Лаборат
орный
практикум»
В данном учебном пособие приведено всего
22 прикладные программы на
основе универсального математического пакета "Mathcad" и анализируется
работа 29 радиоэлектронных схем с помощью пакета программ "Electronics
Workbench". Программы позвол
яют производить компьютерный анализ
сигналов, используемых в радиотехнике; моделировать с помощью компьютера
линейные цепи сосредоточенного и распределенного типа и рассматривать
протекающие в них процессы; моделировать и рассчитывать транзисторные
усилите
ли, автогенераторы, модуляторы и демодуляторы. С помощью
настоящего учебного пособия студент сможет овладеть практическими
навыками по моделированию, анализу и расчету с помощью компьютера
основных типов радиотехнических цепей, лежащих в основе постро
ения
радиоэлектронных устройств
&#x/MCI; 11;&#x 000;&#x/MCI; 11;&#x 000;5&#x/MCI; 12;&#x 000;&#x/MCI; 12;&#x 000;]. &#x/MCI; 15;&#x 000;&#x/MCI; 15;&#x 000;12. Кучумов
А.И.
«Электроника и схемотехника»
книгу
включены задания на моделирование с использованием
программы
Electronics Workbench и описание лабораторного практикума.
Студентам и преподавателю будет интересно изучать данное учебное пособие,
так как книга содержит хороший материал, который легко воспринимается при
��18 БР.44.03.04.168.2016
самостоятельном изучении. Задания на моделировани
я идут по принципу от
простого к сложному, при этом показывая уровень усвоения материала
студента, если у него не получается, то значит, что
то он упустил при
проработке материала до того, как приступил к работе. Насыщенный
лабораторный практикум с подробн
ым описанием всех компонентов и
библиотек, используемых в каждой лабораторной работе.
Книга будет полезна начинающему педагогу, так как пояснены
небольшие нюансы при работе с лабораторным практикумом, где чаще всего
допус
кают ошибки не только студенты
&#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;10&#x/MCI; 3 ;&#x/MCI; 3 ;]. &#x/MCI; 4 ;&#x/MCI; 4 ;1.3
Анализ
интернет
источников
Интернет
источники, как и учебные пособия, предоставляют
обновленную информацию по данной теме. Более того, современны
е интернет
ресурсы наполнены большим объемом отобранной информации, простой для
понимания рядовым пользователем.
К таким ресурсам можно отнести:
фициальный сайт
Nationals
Instruments
на английском языке
http://www.ni.com
Сайт
поддержки и руководства польз
ователя
по Elrctronic Workbench
V5.12
www.ewb.narod.ru
Сайт
adelectronics.ru
Сайт ruselectronic.com.
Сайт
http://bourabai.ru/toe/chapter1/1.htm
Сайт
http://olkhovoyab.narod.ru/ewb.html
Сайт
http://radio
hobby.org/modules/news/article.php?storyid=329
Сайт
https://geektimes.ru/hub/easyelectronics/
Сайт
http://go
radio.ru/
Форум
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=18849
Рассмотрим более подробно каждый из них.
��19 БР.44.03.04.168.2016
Официальный сайт Nationals In
struments
&#x/MCI; 1 ;&#x/MCI; 1 ;13&#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;] располагает актуальную
информацию о проекте на английском языке. На нем всегда можно прочитать
новости, связанные с разработкой, оши
бками, исправлениями и выходом новых
версий. Также на данном сайте можно скачать актуальные версии продукта,
локализации на различных языках и новые расширения
Сайт
www.ewb.narod.ru
&#x/MCI; 4 ;&#x/MCI; 4 ;20&#x/MCI; 5 ;&#x/MCI; 5 ;] является наиболее крупным порталом в сети
Интернет на русском языке
с описанием компонентов меню, создания схем, а
также примерами и элементами настройки. Также описано редактирование
схем, компоне
нты и приборы.
Сайт
adelectronics.ru
&#x/MCI; 7 ;&#x/MCI; 7 ;30&#x/MCI; 8 ;&#x/MCI; 8 ;] посвящен вопросам, связанным с
электроникой. На сайте представлено огромное количес
тво книг по
электротехнике, электронике, радиоэлектронике. Также представлен онлайн
учебник для начинающих, где простым языком рассказываются основы
электроники её применение в быту и возможности.
Сайт по практической электроники ruselectronic.com.
&#x/MCI; 10;&#x 000;&#x/MCI; 10;&#x 000;29&#x/MCI; 11;&#x 000;&#x/MCI; 11;&#x 000;] Все достаточно
просто объясняется, никакой научной и тяжелой теории для восприятия.
Простой и понятный язык. Поэтапное рассмотрение схем
и вопросов
касающиеся электроники. Многообразие разделов помогают начинающему
разобраться во всех тонкостях и нюансах.
Разделы:
Схемы для начинающих
Инструменты и приборы
Ремонтируем сами
Программки
Форум
Сайт
http://bourabai.ru/toe/chapter1/1.htm
&#x/MCI; 35;&#x 000;&#x/MCI; 35;&#x 000;22&#x/MCI; 36;&#x 000;&#x/MCI; 36;&#x 000;] представлен в виде
электронного учебника. Сайт приветствует нас небольшой историей о создании
программно
го пакета
Electronics Workbench
. Краткий курс по установке
программного обеспечения на компьютер и о системных требованиях. Дальше
��20 БР.44.03.04.168.2016
сайт делится на разделы по которым можно переходить и изучать данный
программный пакет.
Представленные разделы подробно расск
азывают о возможностях программы
Electronics Workbench
Разделы:
Возможности
Electronics Workbench
Компоненты Electronics Workbench
Структура окна и система меню
Элементная база
Контрольно
измерительные приборы
Приборы для проведения
измерений
Создание схем
Моделирование схем
На сайте
http://olkhovoyab.narod.ru/ewb.html
&#x/MCI; 37;&#x 000;&#x/MCI; 37;&#x 000;28&#x/MCI; 38;&#x 000;&#x/MCI; 38;&#x 000;] представлены все
компоненты библиотеки. Подробно описаны, как и для чего применять данный
компонент. Рассмотрены различные схемы и группы компонентом. Также
представлена технология создания и подг
отовки схем. На сайте очень удобный
интерфейс все интуитивно понятно. Содержит массу полезных советов и
решений.
Сайт
http://radio
hobby.org/modules/news/article.php?storyid=329
&#x/MCI; 40;&#x 000;&#x/MCI; 40;&#x 000;17&#x/MCI; 41;&#x 000;&#x/MCI; 41;&#x 000;] Приднестровского портала радиолюбителя. Представляет схематические
решения по разработке и моделированию в программе
Electronics Workbench
На сайте рассмотрены частые ошибки при неправильном и некорректно
м
использование программного продукта
Electronics Workbench
. Настройка и
наладка приборов рассматривается подробно и описывается понятным языком.
Доступная информация снабжена поэтапными рисунками наладки и отладки
графиков. Разнообразие схем позволяет про
анализировать сам ход работы и
построение графиков.
��21 БР.44.03.04.168.2016
Современны сайт
https://geektimes.ru/hub/easyelectronics
&#x/MCI; 1 ;&#x/MCI; 1 ;25&#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;] представлен
огромным количеством полезных статей, которые постоянно обновляются. У
каждой статьи есть свой рейтинг, что позволяет оценить актуальность
выбранной проблемы. У каждой статьи можно оставить комментарий или
задать интересующий вопрос
по теме публикации, где ответ не заставит ждать.
Сайт
http://go
radio.ru
&#x/MCI; 4 ;&#x/MCI; 4 ;27&#x/MCI; 5 ;&#x/MCI; 5 ;] с очень красивым и интуитивным
интерфейсом. Слоган сайта при открытии ссылки бросается сразу же в глаза
«Электроника
это просто!».
Сайт предназначен для тех, кто начинает
осваивать радиоэлектро
нику, а если быть точнее
для юных радиолюбит
елей.
Несмотря на это, сайт
полезен и начинающим радиомеханикам, студентам
профильных вузов и училищ, а также всем тем, чьё хобби
электроника.
На сайте присутствуют такие разделы, как:
Старт
Мастерская
О Компах
Технологии
Сайт
http://forum.
cxem.net/index.php?showtopic=1884
&#x/MCI; 25;&#x 000;&#x/MCI; 25;&#x 000;23&#x/MCI; 26;&#x 000;&#x/MCI; 26;&#x 000;] представлен в
виде форума в котором можно узн
ать и обучиться тому, что не напишут ни в
одной книге. На форуме активно обсуждаются различные темы, и
предоставляется поддержка пользователей за счет других более опытных в этой
сфере людей.
Вывод:
Анализ литературы и интернет
источников
показал, что на сегодняшний
день существует большое количество актуальной и полезной литературы.
Стоит отметить, что
Интернет
источники
хоть порой и уступают печатным
изданиям в достоверности, однако опережают в актуальности.
��5 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;2 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫ
Х РАБОТ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МАТЕР
ИАЛОВ
2.1
Описание лабораторных работ
В лабораторных работах приведены схемы исследования электронных
устройств
, смоделированные в программном
пакет
, дано описание схем
электрических цепей и устройств, сформулированы расчетные
задания и
задания на проведение экспериментов, даны рекомендации к выполнению
экспериментов, обработке полученных данных и заполнению отчетов.
После выполнения лабораторной работы обучающимся предоставлен
список контрольных вопросов для самоконтроля.
Для к
аждой лабораторной работы указаны:
тема;
цель;
задания;
исследуемые схемы;
требования к отчету;
контрольные вопросы.
Выполнение
лабораторных работ
сопровождается созданием отчета, в
котором приводятся:
тема работы;
цель работы;
исследуемые схемы;
таблицы,
заполняемые в ходе работы;
графики и осциллограммы;
выводы по расчетам и характеристикам;
ответы на контрольные вопросы.
Перечень лабораторных работ
��23 БР.44.03.04.168.2016
Лабораторные работы по дисциплине «Электротехника и
электроника»
Лабораторная работа 1:
Тема
лабораторной
работы №1
Знакомство с программой Electronics
Workbench.
Исследование полупроводниковых диодов.
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пакет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
Требования к отчету
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(схемы, построить
графики ВАХ, заполнить таблицы, вывод, ответить на контрольные вопросы)
и ответить на любой вопрос преподавателя по теме лабораторно
й работы.
Задания:
Снимите вольтамперную характеристику прямой ветви
выпрямительного диода
исунок 1)
и з
ап
олните таблицу 1.
Рисунок 1
хема для снятия прямой ветви диода
��24 БР.44.03.04.168.2016
Таблица 1
рямой ветви диода
Снимите вольтамперную характеристику обрат
ной ветви
выпрямительного диода
исунок 2)
и заполните таблицу
Рис
унок 2
ема для снятия обратной ветви полупроводникового
диода
Таблица 2
братной ветви диода
обр,
обр,
Лабораторная работа №2:
Тема лабораторной работы №2
Снятие характеристик транзистора
для схемы с общей базой
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать
ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
��25 БР.44.03.04.168.2016
Программный пакет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
Требования к отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(схемы, построить
график ВАХ, заполнить таблицы, вывод, ответить на контрольные вопросы)
и ответить на любой вопрос
преподавателя по теме лабораторной работы.
Задания:
Снимите входные характеристики транзистора для схемы с общей
базой
исунок 3
и заполните таблицу
Рисунок 3
Схема для снятия входной
характеристики транзистора
с общей базой
Таблица 3
ходных
характеристик транзистора с общей базой
кб
, мА
Снимите выходные характеристики тран
зистора для схемы с общей
базой
исунок 4
и заполните таблицу
��26 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 4
Схема для снятия выходной
характеристики
транзистора с общей базой
Таблица
ыходных характерист
ик транзистора с общей базой
, мА
кб
,мА
,мА
,мА
,мА
Лабораторная работа №3:
Тема лабораторной
работы №3:
Снятие входных и выходных
характеристик транзистора для схемы с общим эмиттером.
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пакет
Electronics
Workbench
��27 БР.44.03.04.168.2016
MS Office Word.
Требования к
отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(схемы, построить
график ВАХ, заполнить таблицы, вывод, ответить на контрольные вопросы)
и ответить на любой вопрос преподавателя по теме лабора
торной работы.
Задания:
Снимите
входные характеристики транзистора для схемы с общим
эмиттером
рисунок 5)
и заполните таблицу
Рисунок
Схема для снятия входной характеристики транзистора
с общим эмиттером
Таблица 5
ходных характеристик
транзистора с общим эмиттером
кэ
, мА
бэ
бэ
Снимите
выходные характеристики транзистора для схемы с общим
эмиттером
(рисунок 6)
и заполните таблицу
��28 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 6
Схема для снятия выходной
характеристики транзистора с
общим эмиттером
Таблица 6
ыходных характеристик транзистора с
общим эмиттером
, мА
кб
,мА
,мА
,мА
,мА
Лабораторная работа
№4
Тема
лабораторной работы №4
Изучение полевых транзисторов
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и
моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пакет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
��29 БР.44.03.04.168.2016
Требования к отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(схемы,построить
ВАХ графиков,
заполнить таблицы, вывод, ответить на контрольные
вопросы)
и ответить на любой вопрос преподавателя по теме лабораторной
работы
Задания:
Снимите
стокозатворные (передаточн
) характеристик
полевого
транзистора
(рисунок 7)
и заполните таблицу
Рисунок 7
Схема для снятия характеристик полевого транзистора
Таблица 7
Стокозатворных характеристик полевого транзистора
отс
, мА
, мА
Снимите
стоковые характеристики полевого транзистора
заполните таблицу
Таблица
токовых характеристик полевого транзистора
, мА
, мА
, мА
��30 БР.44.03.04.168.2016
Лабораторная работа №5:
Тема лабораторной работы №5:
Изучение выпрямителей и фильтров.
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пак
ет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
Требования к отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(исследуемые схемы,
заполнить таблицы, п
олученные характеристики и параметры выпрямителей
и фильтров
, вывод, ответить на контрольные вопросы)
и ответить на любой
вопрос преподавателя по теме лабораторной работы.
Задания:
Исследуйте однополупериодный выпрямитель с емкостным
фильтром
(рисунок 8)
и заполните таблицу
Рисунок 8
Схема однополупериодного выпрямителя с емкостным
фильтром
��31 БР.44.03.04.168.2016
Таблица 9
днополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром
, Ом
вх
(V1)
V2),
(V3)
, В
вып
30 Ом
60 Ом
Исследуйте двухполупериодный
выпрямитель и емкостным
фильтром (рисунок 9)
и заполните таблицу
Рисунок 9
Схема двухполупериодного выпрямителя со средне
точкой
Таблица 10
вухполупериодного выпрямителя с емкостным фильтром
С, мкФ
вх
1), В
2), В
3), В
фил
500 мкФ
500 мкФ
1000 мкФ
1000 мкФ
Исследуйте мостовой выпрямитель и емкостным фильтром (рисунок
10).
Рисунок
Схема
мостового
выпрямителя с
емкостным фильтром
��32 БР.44.03.04.168.2016
Лабораторная работа №6:
Тема лабораторной
работы №6:
Исследование усилительных
каскадов с общим коллектором и общей базой.
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности
использования
, создания и моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пакет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
Требования к отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(исследуемые схемы
заполненные таблицы, амплитудные Uвых = f (U
) и частотная К
= W(f)
характеристики, вывод
, ответить на контрольные вопросы)
, ответ
ить на
любой вопрос преподавателя по теме лабораторной работы.
Задания:
Снимите
амплитудную характеристику усилительного каскада с
общим коллектором
(рисунок 11)
и заполните таблицу
��33 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 11
Схема усилительного каскада с общим коллектором
Таблица 11.
силительного каскада с общим коллектором
вх
вых
Снимите
амплитудную характеристику усилительного каскада с
общей базой
(рисунок 12)
и заполните таблицу
Рисунок
Схе
ма усилительного
каскада с общей
базой
Таблица
силительного каскада с общей базой
вх
, мВ
вых
��34 БР.44.03.04.168.2016
Снимите
частотную характеристику усилительного каскада с
общей базой
и заполните таблицу
Таблица
астотная
характеристика усил
ительного каскада с общей
базой
вых
Лабораторная работа №7:
Тема лабораторной работы №7:
Изучение работы транзисторного
усилителя.
Цели лабораторной работы:
обучающая: закрепить
теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и моделирования простых схем.
развивающая: развить навыки работы обучаемых с программным
пакетом Electronics
Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пакет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
Требования к отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(исследуемую схему,
сциллограммы для
каждого опыта
, заполнить таблицы, вывод, ответить на
контрольные вопросы)
и ответить на любой вопрос преподавателя по теме
лабораторной работы.
Задания:
Исследуйте влияние базового резистора на параметры выходного
сигнала
(рисунок13)
и заполните таблицу
��35 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 13
Схема для изучения работы усилителя
Таблица 1
лияние базового резистора на параметры выходного сигнала
Исследуйте влияние величины входного сигнала на параметры
выходного сигнала
и заполните таблицу
Таблица
лияние величины входного сигнала на параметры выходного
сигнала
вх
, мВ
вых
Лабораторная работа №8:
Тема лабораторной работы №8:
Исследование операционных
усилителей.
лабораторной работы:
обучающая: закрепить теоретический
материал, изложенный на
лекции.
воспитательная: воспитать ценностное отношение к обеспечению
возможности использования
, создания и моделирования простых схем.
��36 БР.44.03.04.168.2016
развивающая: развить навыки работы
обучаемых с программным
пакетом Electronics Workbench
Приборы и оборудование:
Программный пакет
Electronics
Workbench
MS Office Word.
Требования к отчету:
По факту выполнения лабораторной работы, обучающемуся
необходимо продемонстрировать преподавателю отчет
(схемы, построить
иллограмм
для задания 4
, заполнить таблицы,
асчет
вых для заданий
1,2,3
; вывод, ответить на контрольные вопросы)
и ответить на л
юбой вопрос
преподавателя по теме лабораторной работы.
Задания:
Исследуйте инвертирующую схему операционного усилителя
(рисунок 14)
и заполните таблицу
Рисунок
Схема инве
ртирующего операционного усилителя
Таблица 1
нвертирующего
операционного усилителем
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх
вых
��37 БР.44.03.04.168.2016
Исследуйте инвертирующую схему операционного усили
теля для
вычитания (рисунок 15)
и заполните таблицу
Рисунок 15
Схема инвертирующего операционного
усилителя для
вычитания
Таблица 17
нвертирующего операционного усилителя
для вычитания
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх1
вх2
0,2
0,3
0,2
вых
Исследуйте инвертирующую схему операционного
усилителя для
суммирования (рисунок 16)
и заполните таблицу
��38 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 16
Схема инвертирующего операционного усилителя для
суммирования
Таблица 18
нвертирующего операционного усилителя
для суммирования
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх1
вх2
вых
Исследуйте
интегрирующую
схему операционного усилителя
(рисунок 17).
Рисунок 17
Схема интегрирующего
операционного усилителя
��39 БР.44.03.04.168.2016
2.1.
Пример лабораторной работы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Тема
Исследование операционных усилителей
ль работы:
Исследовать принцип действия и основные свойства
операционных усилителей (ОУ) в различных схемах включения.
Теоретические сведения:
В данной лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
Источник питания (
Battery);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
��40 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 2
абор
Indicators
(индикаторы)
Из набора
basic (
рисунок 3):
a)
Резистор
(resistor)
Рисунок 3
абор
basic
Из набора
Instruments
(инструменты рисунок 4):
a)
осциллограф (oscilloscope)
функциональный генератор (
Function Generator
c)
цифровой мультиметр (
Multimeter
��41 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 4
абор
Instruments
инструменты)
Из набора Analog ICs (рисунок 5):
a)
перационный усилитель (Terminal Opamp)
Рисунок 5
Набор
Analog ICs
Порядок выполнения работы:
Задание 1
следование инвертирующей схемы
операционного
усилителя
Собрать схему инвертирующего операци
онного усилителя по
рисунку 6.
Установите заданные па
раметры элементов (резисторов и
входного напряжения) в соответствии с таб
лицей
1 для опыта № 1.
Цифровой мультиметр установить в режиме измерения
постоянного
напряжения. Схему активизируйте.
Показания мультиме
тра (Uвых) запишите в таблицу
��42 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 6
Схема инвертирующего
операционного усилителя
налогичные операции провести для опытов № 2,3,4.
Таблица 1
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх
вых
Записать вывод по результатам:
В выводе по заданию 1 обосновать результат каждого опыта
(описать функцию и принцип действия данной схемы ОУ). Каждый опыт
обосновать вычислением по соответствующей схеме формуле: U
(R2/R1)
Задание 2
Иссл
едование схемы инвертирующего
операционного усилителя
для
вычитания
Собрать схему
2 и установить заданные параметры элементов и
входного напряжения
в соответствии с таблицей 2,
поочередно для каждого
опыта 1,2,3,4.
��43 БР.44.03.04.168.2016
Для каждого опыта измерить
ыходное напряжение, т.е. записать
показания мультиметра в таблицу 2.
Рисунок 7
Схема инвертирующего операционного усилителя
для
вычитания
Записать вывод по результатам каждого опыта. Записать формулу
для вычисления U
вых
. Каждый опыт обосновать
вычислением.
Таблица 2.
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх1
вх2
вых
Задание 3
Исследо
вание схемы для инвертирующего
операционного усилителя
для суммирования
Собрать схему операционного усилителя по
рисунку 8.
Установите заданные параметры элементов и входного
напряжения в соответствии с таблицей 3 поочередно для каждого опыта
1,2,3,4.
Подключите на выход схемы мультиметра;
��44 БР.44.03.04.168.2016
Для каждого опыта
измерить
выходное
напряжение, т.е.
записать
показания мультиметра
в таблицу 3.
Рисунок 8
Схема инвертирующего
операционного усилителя
для
суммирования
Записать вывод по результатам каждого опыта. Записать формулу
для вычисления Uвых. Каждый опыт обосновать вычислением.
Таблица 3
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх1
вх2
вых
Задание 4
ледование интегрирующей схемы
операционного усилителя
Собрать схему интегрирующего усилителя по
рисунку 9
Установите параметры элементов в соответствии с
схемой на
рисунке 9.
На вход системы подключается функциональный генератор,
предназначенный для генерации синусоидальных, треугольных и
прямоугольных импульсов;
��45 БР.44.03.04.168.2016
Для исследования схемы ОУ применяется скачкообр
азное
воздействие, моделирует которое прямоугольные импульсы;
Рисунок 9
Схема интегрирующего
операционного усилителя
Установить с помощью диалоговой панели параметры импульсов
амплитуду 1 В, остальные параметры оставить без изменений.
На выход схемы
подключается осциллограф. Он позволяет
наблюдать форму двух сигналов, поступающих на два входа осциллографа:
каналы А и
В. Канал А подключается ко входу схемы, канал В к выходу
На развернутом окне осциллографа устанавливается цена деления
по вертикали по
каналу А и В (CHANNEL A или CHENNEL В)
V/Div
Для разделения на окне входной величины от выходной
рекомендуется установить:
на канале А параметр Y position +2
на канале В параметр Y position
Изменяя параметр Time Base установить цену деления по
гори
зонтали s/div. Цена деления должна быть такой, чтобы график было
удобно рассмотреть и изобразить;
Установить режимы DC (наблюдение постоянных сигналов),
Auto, Y/T;
Нажать кнопку Expand для
получения
увеличенного экрана
осциллографа с полосой прокручивания.
��46 БР.44.03.04.168.2016
Зарисовать скачек входного напряжения и соответствующий ему
выходной сигнал (друг под другом), указать цену деления по осям.
Изменить емкость конденсатора в два раза и зарисовать
изменение выходного сигнала в тех же осях координат.
Отчет по работе должен
содержать:
Цель работы
Исследуемые схемы
Таблицы.
Расчет
вых для заданий 1,2,3.
Вид ос
иллограмм для задания 4.
Контрольные вопросы:
Почему данный усилитель называется операционным
От чего зависит коэффициент усиления ОУ с обратной связью?
Чем
объясняется время нарастания выходного напряжения
интегрирующего ОУ?
2.2 Особенности программного продукта
Electronics Workbench
Electronics Workbench
разработка
фирмы
Interactive Image
Technologies.
Особенностью программы является наличие контрольно
изм
ерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам
приближенных к их промышленным аналогам. Программа легко осваивается
и достаточно удобна в работе. После составления схемы и ее упрощения
путем оформления подсхем моделирование начинается щелчком обыч
ного
выключателя. Electronics Workbench
дочерняя компания, которой с 2005
года полностью владеет корпорация National Instruments Corporation.
Продукция Electronics Workbench и National Instruments
это наиболее тесная
��47 БР.44.03.04.168.2016
интеграция между средствами разрабо
тки, проверки и
тестирования САПР
электронных
средств
Программа Electronics Workbench предназначена для моделирования и
анализа электронных схем. Возможности программы Electronics Workbench
v.5
.12
позволяют выполнять работы от простейших экспериментов до
экспериментов по статистическому моделированию.
При создании схемы Electronics Workbench позволяет:
выбирать элементы и п
риборы из библиотек;
перемещать элементы и схемы в любое место рабочего поля
поворачивать элементы и их груп
пы на углы, кратные 90
градусам;
копировать, вставлять или у
далять элементы, фрагменты схем;
изменять цвета проводников;
выделять цветом контура сх
ем;
одновременно подключать несколько измерительных приборов и
наблюдать
их показания на экране монитора;
присваивать
элементам усло
вные обозначения;
изменять параметры элементов
Изменяя настройки приборов можно:
изменять шкалы приборов в зависимости от д
иапазона
измерений;
задавать режим работы прибора;
задавать вид входных воздействий на схему (постоянные или
гармонические токи или
напряжения, треугольные или прямоугольные
импульсы).
EWB позволяет:
одновременно наблюд
ать несколько кривых на графике;
отобр
ажать кривые различными цветами;
��48 БР.44.03.04.168.2016
измерять координаты точек на графике
вставлять схему или ее фрагмент в текстовый редактор, в
кото
ром печатается пояснение по работе схемы.
Для того чтобы работать с программным продуктом Electronics
Workbench
нужно:
Знать:
сновные принципы работы ОС
Windows
ринципы работы основных измерительных приборов
(осциллограф,
мультиметр
и т.д.);
тдельные
элементы радиоэлектронных устройств
Уметь:
троить схемы
нимать показания с основных измерительных приборов
(осциллограф, мультиметр и т.д.)
��49 БР.44.03.04.168.2016
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках
выпускной
квалификационной
работы
разработан
абораторный практикум
по дисциплине
Электро
техника
и электроника
который включает в себя методические указания для преподавателей и
обучаемых,
а также сами
лабораторные работы
Сопоставление результатов работы с поставленными задачами
позволяет заключить следующее:
роанализирова
федеральный
государственны
образовательны
стандарт
(ФГОС)
13.02.11
среднего профессионального
образования
(по отраслям) профиля подготовки «
Техническая эксплуатация
и обслуживание электрического и электромеханичес
кого оборудования»
рабочая программа
дисциплин
«Электро
техника
и электроника»
с целью
определения объема рассматриваем
дисциплин
в учебном процессе
Анализ ФГОС СПО позволил выявить требования, предъявляемые к уровню
знаний и умений выпускников после освоения указанной дисциплины
роанализирова
литератур
интернет
ресурсы, с целью
определения требований, предъявляемых к представлению ма
териала в
лабораторном практикуме
роанализирова
имеющийся в Екатеринбургском
электромеханическом колледже Института электроэнергетики и
информатики лабор
ат
орный практикум по дисциплине
«Электротехника
электроника
», с целью выявления недостатков, устаревшего материала в
представленном лабораторном практикуме и модернизировать
его
с учетом
выявленных недостатков предоставленного учебного пособия
азработа
ны лабораторные работы для программного пакета
Electronics
Workbench
» для дисциплины
«Электротехника
и электроника».
��50 БР.44.03.04.168.2016
еализован лабораторный практикум по дисциплине
«Электро
техника
и электроника
для выполнения лабораторных работ в
программном пакете:
Electronics
Workbench
Таким образом, поставленные задачи можно считать полностью
выполненными, а цель достигнутой.
��51 БР.44.03.04.168.2016
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫ
Х ИСТОЧНИКОВ
Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. «Электротехника»
изд., стереотипное.
СПб.:
БХВ
Петербург, 2012.
592 с.
Гусев В.Г., Гусев Ю.М. «Электроника и микропроцессорная
техника»
е изд., стер.
М.: КНОРУС, 2013.
800 с.
Джонс М.Х. ««Электроника
практический курс». Издательство
Техносфера, 2013,
528 с.
Иванов И. И., Соловьев Г. И., «Электротехника и ос
новы
электроники»: Учебник. 7
е изд., перераб. и доп.
СПб.: Издательство
«Лань», 2012.
736 с.
Каганов В.И. «Радиотехнические цепи и сигналы. Лабораторный
практикум»
Издательство Горячая линия
Телеком , 2011,
154 с.
Карларщук В.И. «Электронная лаборат
ория на
РС.
Программа
Electronics
Workbench
и её применение». М.: Солон
Р, 2013. 726
с.
Кашкаров А.П. «Новейшие технологии в электронике»
Ростов
н/Д: Феникс, 2013.
172.
Короновский А.А, Храмов А.Е. «Применение Electronics
Workbench для моделирован
ия электронных схем»
. Учебно
методическое
пособие. Саратов: Издательство ГосУНЦ «Колледж»
, 201
4. 24 с.
Кузовкин В.А, Филатов В.В. «Электротехника и электроника :
учебник для бакалавров»
М. : Издательство Юрайт, 2013.
431 с.
Кучумов А.И. «Электроника и
схемотехника»
. Учебное пособие.:
Издательство Гелиос АРВ, 2014,
336 с.
Миленин Н.К, Миленина С.А. «Электротехника, электроника и
схемотехника. Учебник и практикум для студентов СПО».: Издательство
Юрайт, 2014.
��52 БР.44.03.04.168.2016
Немцов М.В. «Электротехника. Книга 2»
: Издательский
центр «Академия», 201
4.
288 с.
Официальный сайт
Nationals
Instruments
[Электронный ресурс].
Режим доступа
http://www.ni.com.
Панфилов Д.И. «Электротехника и электроника в экспериментах
и упражнениях. Практикум на Electronics Workbench»
Т. 2: Электроника.
М.: МЭИ, 2004.
325 с
Петленко Б.И «
Электротехника и электроника: учебник для студ.
учреждений сред. проф. образования»;
М.: Издательский центр
«Академия», 2013.
Приказ Минобрнауки России от 28.06.2014 N 831 "Об
утверждении феде
рального государственного образовательного стандарта
среднего профессионального образования по специальности 13.02.11
Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и
электромеханического оборудования (по отраслям) " (Зарегистрировано в
Минюсте Рос
сии 19.08.2014 N 33635).
Приднестровского портала радиолюбителя [Электронный
ресурс].
Режим доступа: http://radio
hobby.org/modules/news/article.php?storyid=329
Прошин В.М. «Электротехника»
е изд., стер.
М.:
Издательский центр «Академия», 2013.
288 с.
Рабочая программа
обще
профессиональн
ая дисциплина
«Электротехника и электроника».
Екатеринбург
«Екатеринбургский
электромеханический колледж», 2014.
18 с.
Сайт поддержки и руководства
пользователя
по Elrctronic
Workbench V5.12
[Электронный ресурс].
Режим доступа:
http://www.ewb.narod.ru
Свободная
энциклопедия
Википедия
«Электротехника»
[Электронный ресурс].
Режим доступа:
https://ru.wikiped
ia.org/wiki/Электротехника.
��53 БР.44.03.04.168.2016
Система модели
рования Electronics Workbench [Электронный
ресурс].
Режим доступа:
http://bourabai.ru/toe/chapter1/1.htm
Форум по радиоэлектронике [Электронный ресурс].
Режим
доступа
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=18849.
Шустов М.А. «Схемотехника. 500 ус
тройств на аналоговых
микросхемах»
СПб.: Наука и Техника, 2013.
352 с.
Электроника для начинающих [Электронный ресурс].
Режим
доступа: https://geektimes.ru/hub/easyelectronics
Эрганова
Н. Е. Методика профессионального обучения: Учеб.
Пособие. 3
е изд., испр. и доп.
Екатеринбург: Изд
во Рос. гос. проф.
пед.
та, 2005.
150 с
radio.ru
Электроника
это просто! [Электронный ресурс].
Ре
жим доступа: http://go
radio.ru.
OLANVAS
дь лучшим! [Электронный ресурс].
Режим
доступа:
http
://
olkhovoyab
narod
ewb
html
uselectronic.com
Практическая электроника [Электронный
ресурс].
URL
http
uselectronic.com.
adelectronics.ru
Электроника д
ля начинающих [Электронный
ресурс].
URL
http
adelectronics.ru.
��54 БР.44.03.04.168.2016
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 1
Тема:
Знакомство с программой Electronics Workbench.
Исследование полупроводниковых диодов»
ль работы:
Снятие вольтамперных характеристик, определение
основных параметров выпрямительных диодов.
Теоретические сведения:
Electronics
Workbench
пакет
схематического моделирования
цифровых, аналоговых и аналогово
цифровых электронных схем высокой
сложности.
я операции компонентов на общем поле
Electronics
Workbench
выделены две области: панель компонентов (рисунок 1); поле компонентов
(рисунок 2).
Рисунок 1
Панель компонентов
Панель компонентов состоит из пиктограмм полей компонентов, поле
компонентов
з условных изображений компонентов.
��55 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 2
оле компонентов и рабочее поле
В библиотеки элементов программы Electronics Workbench входят
аналоговые, цифровые и цифро
аналоговые компоненты.
Для каждой задачи необходимо проделать описанные ниже операц
ии.
При создании схемы
нужно выполнить следующие действия
1. Выбрать из поля на панели компонентов нужный элемент.
2. Перетащить (зажать левую клавишу мыши) их на рабочее поле.
3. Для вращения элемента используется на панели компонентов первая
верхняя стр
очка (рисунок 3).
Рисунок 3
Элементы вращения
Для соединения элементов между собой, необходимо, от узла одного
элемента провести линию (зажать левую клавишу мыши и не отпускать, пока
два элемента не будут соединены) и соединить с другим узлом
(рисунок 4).
��56 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 4
Соединение элементов
5. Для изменения параметров необходимо щелкнуть два раза на
элемент. Появится окно настройки, в котором можно изменить необходимые
параметры устройства (рисунок 5).
Рисунок 5
кно настройки параметров
6.
После того, как построена схема и проведены все настройки
элементов, необходимо нажать клавишу на верхней панели компонентов
Activate
simulation
(рисунок 6) , чтобы активизировать схему
Рисунок
нопка
активизации схемы (
Activate
simulation
��57 БР.44.03.04.168.2016
Порядок
выполнения работы:
Задание 1.
Снятие пр
мой вет
и ВАХ
выпрямительного диода.
1. Постройте в
Electronics
Workbench
схему для снятия прямой ветви
ВАХ выпрямительного диода, представленную на рисунке 7.
Рисунок
хема для снятия прямой ветви диода
2.
Для работы вам понадобятся следующие элементы:
a)
Источник питания
Выпрямительный диод
c)
Амперметр
Заземление
3. После того, как вы построите схему, зайдите в настройки амперметра
и установите режим работы на измерение постоянного тока (
) рисунок 8.
Рисунок 8
Настройки амперметра
4. Постройте таблицу 1 в
Word
файле приведенную ниже.
��58 БР.44.03.04.168.2016
Таблица 1
5. Для активизации схемы необходимо нажать кнопку
Activate
simulation
(рисунок 6).
6. Изменяя напряжение
генератора от 0 до 7 В, занесите в таблицу 1
полученные результаты значения тока, протекающего через диод для
соответствующих значений напряжения.
Задание
Снятие обратной ветви ВАХ выпрямительного диода.
Используйте построенную схему из предыдущего
задания, поменяв
при этом на вольтметре полюса с помощью функции
Rotate
изображенной на
рисунке 9.
Рисунок 9
ункция
Rotate
2. На рисунке 10 изображена схема для снятия обратной ветви
полупроводникового диода.
��59 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 10
хема для снятия обратной
ветви полупроводникового
диода
3. Изменяйте напряжение генератора Е от 0 до 60
4. Результаты измерений занесите в таблицу 2 приведенную ниже.
Таблица 2
обр,
обр,
Отчет по работе должен
содержать:
ель работы
Скриншот программы
Electronics
Workbench
Таблицу 1, Таблицу 2
График ВАХ по
данным из таблиц.
Краткие выводы
о знакомстве с программным продуктом
Electronics
Workbench
и проделанной работе.
Контрольные вопросы:
Для каких операций предназначена программа
Electronics
Workbench
Какие компоненты входят в библиотеку программы
Electronics
Workbench
Назовите элементы, которые вы использовали в данной
лабораторной работе?
Приведите основные параметры выпрямительного ди
ода?
Укажите основное свойство выпрямительного диода?
��60 БР.44.03.04.168.2016
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 2
Тема:
«Снятие характеристик транзистора для схемы с общей
базой»
ль работы:
Исследование входных и выходных характеристик
для схемы с общей базой.
Теоретические сведения:
В данной лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
Источник питания (
Battery);
c)
Источник тока (
Decurrent Source);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
��61 БР.44.03.04.168.2016
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
Амперметр (
Задание 1.
Снятие входных характеристик
Соберите схему для получения семейства входных характеристик
транзисторов для схемы с общей базой, приведенную на рисунке
Установите номиналы элементов и настройте
терминалы
приборов, применяющихся в данной схеме.
��62 БР.44.03.04.168.2016

Для этого необходимо левой кнопкой мышки щелкнуть два раза
по нужному элементу (устройству) и в появившейся диалоговой панели
установить нужные параметры.
Для того чтобы выбрать нужный транзистор необходи
мо:
левой кнопкой мышки щелкнуть два раза по транзистору;
в появившейся диалоговой панели установить режим Models;
в открывшемся окошке библиотеки транзисторов (Library)
выбрать раздел 2N2xxx;
из этого раздела в окошке Model выбрать транзистор 2N2218 или
другой по указанию преподавателя.
Установите режим работы вольтметра на измерение постоянного
напряжения (DC),
выходное напряжение генератора
0 В.
Рисунок 4
Схема для снятия входной характеристики транзистора с
Измен
яя входной ток генератора тока
0,5 мА
до 16 мА,
запишите в таблицу 2,
результаты измерений напряжения эмиттер
база Uэб
транзистора для соответствующих значений тока эмиттера Iэ, при Uкб=0.
Установите выходное
напряжение генератора 10 В и повторите
измерения и полученн
ый результат запиш
ите в таблицу
Примечание:
��63 БР.44.03.04.168.2016
Если при каких
либо значениях тока эмиттера Iэ, вольтметр
показывает Uэб=0, то это сбой программы моделирования, и следует
повторить измерения при значениях тока Iэ, примерно на 0
,01 больше
заданного в таблице
Таблица 1
, мА
Задание 2
Снятие семейства выходных характеристик.
Соберите схему для получения семейства выходных
характеристик транзистора 2N2218 для схемы с общей ба
зой, приведенную
на рисунке 5.
Рисунок 5
Схема для снятия выходной характеристики транзистора с
Управляя генератором напряжения, установите напряжение на
коллекторе транзистора Uкб=0. Чтобы изменить величину Е, необходимо
левой кнопкой мышки щелкнуть два раза по генератору и в появ
ившейся
диалоговой панели установить нужное напряжение и активизировать схему.
��64 БР.44.03.04.168.2016
Изменяя величину тока эмиттера I
на генераторе тока, в
соответствии с таблицей 2, запишите измеренное амперметром значение тока
коллектора Iк для каждого значения тока эмиттера
Повторите
измерение
в соответствии с п.
3 для остальных
значений напряжений на коллекторе U
, и запишите измеренное
амперметром значение тока коллектора I
в таблицу 2.
Таблица 2
, мА
кб
,мА
,мА
,мА
,мА
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы
Схемы для снятия характеристик.
Таблицы с результатами измерений
Графики
ВАХ построенные по результатам измерений
Контрольные вопросы:
Какие элементы вы использовали при построении схем?
Перечислите входные и выходные параметры транзистора с ОБ?
Укажите особенности схемы с ОБ?
��65 БР.44.03.04.168.2016
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 3
Тема
Снятие входных и выходных характеристик транзистора
для схемы с
общим эмиттером
ль работы:
Исследование входных и выходных характеристик,
определение статических параметров для схем с общим эмиттером.
Теоретические сведения:
В данной лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
Источник питания (
Battery);
c)
Источник тока (
Decurrent Source);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
��66 БР.44.03.04.168.2016
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
Амперметр (
Задание 1
Снятие входных характеристик.
Соберите схему для получения
семейства входных характеристик
транзисторов для схемы с общим эмиттером, приведенную на рисунке 4.
��67 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок
Схема для снятия входной характеристики транзистора с
Установите номиналы элементов и настройте
терминалы
приборов, применяющихся в данной
схеме.

Для этого необходимо левой кнопкой мышки щелкнуть два раза
по нужному элементу (устройству) и в появившейся диалоговой панели
установить нужные параметры.
Для того чтобы выбрать нужный транзистор необходимо:
левой кнопкой мышки щелкнуть два раза по
транзистору;
в появившейся диалоговой панели установить режим
Models
(рисунок 5)
Рисунок
ежим Models
в открывшемся окошке библиотеки транзисторов (Library)
выбрать раздел 2N2xxx;
��68 БР.44.03.04.168.2016
из этого раздела в окошке Model выбрать транзистор 2N2218 или
другой
по указанию преподавателя.
Установите режим работы вольтметра на измерение постоянного
напряжения (DC),
выходное напряжение генератора
0 В
Измен
яя входной ток
в пределах от
мА
до 1 мА, запишите
в таблицу 1
результаты измерений напряжения эмиттер
аза U
транзистора
для
соответствующих значений тока базы
б, при U
=0.
Установите выходное
напряжение
10 В и повторите
измерения
напряжения база
эмиттер U
для указанных значений
тока базы.
олученн
ый результат запишите в таблицу
Таблица 1
кэ
, мА
бэ
бэ
Задание 2
Снятие семейства выходных характеристик.
Соберите схему для получения семейства выходных
характеристик транзистора 2N2218 для схемы с общим эмиттером,
приведенную на рисунке 6.
Рисунок
Схема для снятия выходной характеристики транзистора с
��69 БР.44.03.04.168.2016
Установите на ген
ераторе тока значение тока базы
Iб=0.02мА.
Изменяя напряжение на коллекторе U
в п
ределах, указанных в таблице 2
запишите значения тока коллектора I
Повторите
измерения в соответствии с п. 2
для остальных
значе
ний напряжений на коллекторе U
при соответствующих уровнях тока
в таблицу 2.
Таблица 2
, мА
кб
,мА
,мА
,мА
,мА
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы.
Схемы
Таблицы с результатами измерений
Графики
ВАХ построенные по результатам
измерений
Контрольные вопросы:
Чем отличаются транзисторы с
Почему схема с ОЭ нашла наибольшее применение?
��70 БР.44.03.04.168.2016
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 4
Тема
Изучение полевых транзисторов
ль работы:
Исследование характеристик и определение
статических параметров транзисторов.
Теоретические сведения:
В данной
лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
Два источник питания (
Battery);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
Амперметр (
��71 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 2
абор
Indicators
(индикаторы)
Также в
ам понадобится набор
Transistors
(транзисторы рисунок 3).
Рисунок 3
абор
Transistors
(транзисторы)
Порядок выполнения работы:
Задание 1
Снятие
стокозатворных (передаточных) характеристик
Соберите схему для получения семейства стокозатворных
(передаточных) и стоковых (выходных) характеристик полевого транзистора
с n
каналом и управляющим p
n переходом, приведенную
на рисунке 4.
Рисунок 4
Схема
для снятия характеристик полевого транзистора
��72 БР.44.03.04.168.2016
Установите номиналы элементов и настройте
терминалы
приборов, применяющихся в данной схеме.

Для этого необходимо левой кнопкой мышки щелкнуть два раза
по нужному элементу (устройству) и в появившейся диалого
вой панели
установить нужные параметры.
Для того чтобы выбрать нужный транзистор необходимо:
левой кнопкой мышки щелкнуть два раза по транзистору;
в появившейся диалоговой панели установить режим
Models(рисунок 5);
Рисунок
ежим Models
в открывшемся окошке библиотеки транзисторов (Library)
выбрать
раздел 2N2xx
из этого раздела в окошке Model выбрать транзистор
2N2218 или
другой по указанию преподавателя
Чтобы снять стокозатворные характеристики, установите
выходное напряжение генерато
ра Е2 = 5 В.
��73 БР.44.03.04.168.2016
Активизируйте схему. Увеличивая абсолютное значение
входного напряжения генератора Е1 от 0 до напряжения отсечки Uотс,
соответствую
щего току стока ≈ 0 или 10 мкА.
Запишите в таблицу
1 величины напряжения затвор
исток
Uзи и
результаты измерени
й тока стока Iс
при напряжении сток
исток Uси = 5 В.
(Необходимое число измерений установите самостоятельно).
Таблица 1.
отс
, мА
, мА
Установите выходное напряжение генератора Е2 = 10 В и
повторит
е измерения в соответствии с п 2 запишите в таблицу
1 результаты
измерений тока стока Iс при напряжении сток
исток U
= 10 В.
Задание 2.
Снятие стоковых характеристик
Чтобы снять стоков
ые характеристики Iс = f (U
),
установите
входное напряжение
генератора Е1 (U
) = 0.2 В.
Активизируйте схему. Увеличивая абсолютное значение
выходного напряжения генератора Е2 (U
) от 0 до 10 В, запишите в таблицу
2 результаты измерений тока стока I
Установите входное напряжение Е1 (U
) = 0.4 В и повторите
мерения в соответствии с пунктами
, результаты измере
ний тока Iс
запишите в таблицу
Повторите измерения в соответствии с пунктами 1
2 для других
значений входного напряжения U
. Результаты измерений тока тока I
запишите в таблицу 2.
��74 БР.44.03.04.168.2016
Таблица 2.
, мА
, мА
, мА
, мА
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы.
Схемы для снятия характеристик.
аблицы с результатами измерений.
Графики
ВАХ постр
оенные по
результатам измерений.
Контрольные вопросы:
В чем преимущество полевых транзисторов?
Чем определяется ширина канала в полевых транзисторах?
Что такое МОП
транзисторы
��75 БР.44.03.04.168.2016
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 5
Тема
Изучение выпрямителей и фильтров
ль
работы:
Практическое ознакомление с различными схемами
выпрямителей и фильтров.
Теоретические сведения:
В данной лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
енератор переменного напряжения (AC
voltage sources
c)
Источник тока (
Decurrent Source);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
��76 БР.44.03.04.168.2016
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
Амперметр (
��77 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 3
абор
basic
Из набора
Diodes
( диоды рисунок 4):
a)
выпрямительный диод (diode)
Рисунок
абор
Diodes
(диоды)
Из набора
Instruments
(инструменты рисунок 5):
a)
осциллограф (oscilloscope)
Рисунок 5
абор
Instruments
инструменты)
Порядок выполнения работы:
��78 БР.44.03.04.168.2016
Задание 1
Исследование однополупериодного выпрямителя и емкостного
фильтра
Для исследования однополупериодного выпрямителя соберите
схему, приведенную на рисунке
но без емкостного фильтра (С=0)
Для измерения переменного напряжения необходимо левой
кнопкой мыши 2 раза щелкнуть по вольтметру, и во вкладке value установить
в мен
ю mode значение AC, соответственно для постоянного напряжения
DC.
Рисунок 6
Схема однополупериодного выпрямителя с емкостным
фильтром
Для измерения напряжения
вольтметры V1 и V2 необходимо
установить в режиме измерения переменного напряжения, а V3 дл
я
измерения постоянного.
Для лучшей наглядности форм выходных сигналов сделайте
провода, подключенные к осциллографу разного цвета. (Для этого 2 раза
щелкните левой кнопкой мыши по проводнику и выберите его цвет).
Активизируйте схему. Запишите показания во
льтметров для двух
значений
сопротивления нагрузки (30 Ом и 60 Ом) в таблицу
Таблица 1.
, Ом
вх
(V1)
V2),
о
(V3)
, В
вып
30 Ом
60 Ом
��79 БР.44.03.04.168.2016
Рассчитайте q
коэффициент пульсации
вып
Сделайте
скриншот экрана осциллографа
временных
зависимостей входного и выходного напряжения.
Для исследования емкостного фильтра установите емкость
конденсатора 500 мкФ и 1000 мкФ.
Активизируйте схему и запишите показания вольтметров для
каждог
о значения емкостей в таблицу
Таблица 2.
С, мк
, Ом
вх
(V1)
V2),
(V3)
, В
фил
500 мкФ
500 мкФ
1000 мкФ
1000 мкФ
Рассчитайте S
коэффициент пульсации
вып
фил
Зарисуйте с экрана осциллографа временные зависимости
входного и выходного
напряжений для каждого значения емкости на одном
рисунке.
Для исследования емкостного фильтра установите емкость
конденсатора 500 мкФ и 1000 мкФ.
Активизируйте схему и запишите показания вольтметров для
каждого значения
емкостей в таблицу 2.
Задание 2.
следование двухполупериодных в
ыпрямителей и емкостного
фильтра
��80 БР.44.03.04.168.2016
Для исследования двухполупериодного выпрямителя со средней
точкой соберит
е схему, приведенную
на
рисунке
з емкостного
фильтра
(С=0).
Рисунок 7
Схема двухполупериодного выпрямителя со
средне точкой
Повторите измерения п.п. 2
, результаты запишите в
таблицу,
аналогичную таблице
Для исследования мостового выпрямителя соберите
схему,
приведенную на рисунке 8
без емкостного фильтра (С=0). В данном случае
помимо перечисленных элементов
необходим выпрямительный мост (full
wave bridge rectifier), из набора Diodes (диоды), модель моста 1N4009.
Рисунок
Схема
мостового
выпрямителя с
емкостным фильтром
Повторите измерения п.п. 2
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы.
Исследуемые схемы
Таблицы с результатами измерений
��81 БР.44.03.04.168.2016
Полученные характеристики и па
раметры выпрямителей и
фильтров.
Контрольные вопросы:
Укажите назначение выпрямителей и фильтров?
Объясните принцип работы емкостного фильтра?
��82 БР.44.03.04.168.2016
ЛАБОРАТОРНА
Я РАБОТА
№ 6
Тема
Исследование усилительных каскадов с общим
коллектором и общей базой
ль работы:
Практически ознакомиться с особенностями
каскадов с общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ).
Теоретические сведения:
В данной лабораторной работе вам
будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
енератор переменного напряжения (AC
voltage sources
c)
Источник питания (
Battery);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
��83 БР.44.03.04.168.2016
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
Рисунок 2
абор
Indicators
(индикаторы)
Из набора
Transistors
(транзисторы рисунок 3):
a)
транзистор (NPN Transistor)
Рисунок 3
абор
Transistors
(транзисторы)
Из набора
basic (
рисунок 4):
a)
Резистор
(resistor)
конденсатор (capacitor)
��84 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 4
абор
basic
Из набора
Instruments
инструменты рисунок 5):
a)
осциллограф (oscilloscope)
Рисунок 5
абор
Instruments
инструменты)
Порядок выполнения работы:
Задание 1
Снятие амплитудной
характеристики каскада с ОК
Собрать схему, приведенную на рисунке 6.
Установить номиналы элементов, указанные в схеме и настроить
терминалы приборов, применяющихся в данной схеме.
��85 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 6
Схема усилительного каскада с общим коллектором
Изменяя
входное напряжение каскада
(в графе источника
переменного
напряжения Value
Voltage) в
пределах, указанных в таблице
1,
измерьте выходное напряжение с помощью вольтметра (предварительно в
графе MODE устано
вить значение АС), и результаты
занесите
в таблицу
Таблица 1.
вх
По полученным данным рассчитайте коэффициент усиления Кu,
занесите его значения в таблицу и постройте амплитудную характеристику
каскада с общим коллектором.
С помощью
осциллографа, меняя значения: «
Time base(2ms
div
», «
Channel A (200mV
», «
Channel B (200mV
div )
» добиться
изображения
выходного и входного сигнала на мониторе. Для лучшего
наблюдения за диаграммами цвет проводников входного и выходного
сигналов на
осциллографе сделайте разного цвета. Для этого необходимо
дважды щелкнуть по проводнику левой кнопкой мыши и выбрать из
появившегося окна необходимый цвет.
Зарисовать графики временных зависимостей входного и
выходного напряжений
��86 БР.44.03.04.168.2016
Задание 2.
Снятие
амплитудной характеристики каскада с общей базой (ОБ)
Собрать схему, приведенную на
рисунке 7
установив указанные
в схеме значения для генератора ~ напряжения, конденсаторов и резисторов.
Установите частоту входного сигнала (в графе источника
переменного
напряжения Value
Frequency) 500 Гц.
Рисунок
Схе
ма усилительного каскада с общей
базой
Изменяя входное напряжение каскада (в графе источника
переменного напряжения Value
Voltage) в пределах, указанных в таблице 6.2,
измерьте выходное напряжение с помо
щью вольтметра (предварительно в
графе MODE установить значение АС), и
результаты занесите в таблицу
Таблица 2.
вх
, мВ
вых
По полученным данным рассчитайте коэффициент усиления К
=
вых
, занесите
его значения в таблицу и постройте амплиту
дную
характеристику Uвых = f (U
) каскада с общей базой.
С помощью осциллографа, меняя значения: “Time base(0,20ms
div
)”, «Channel A (20mV
div )», «Channel B (2V
div )» добиться изображения
��87 БР.44.03.04.168.2016
выходного и входного с
игнала на мониторе (Для лучшей наглядности один
из проводов осциллографа сделайте красным). Осциллограммы зарисовать.
Задание 3.
Снятие частотно характеристики К
= W(f) каскада с общей базой
Установить на входе усилителя напряжение с амплитудой
=10мВ (
в графе источника переменного напряжения Value
voltage).
Изменяя на входе частоту каскада (в графе Value
Frequency) в
пределах указанных в таблице 3, измеряйте выходное напряжение с
помощью вольтметра (предварительно в графе MODE установить значение
АС). П
олученные значения выходного напряжения занесите в таблицу 3.
Таблица 3.
вых
По полученным данным рассчитайте коэффициент усиления Кu,
занесите его значения в таблицу, постройте частотную характеристику
каскада с общей базой.
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы.
Исследуемые схемы.
Таблицы.
Амплитудные U
) и частотная К
= W(f)
характеристики.
Расчет коэффициента усиления по напряжению К
Графики временных зависимостей
входного и выходного
напряжения.
��88 БР.44.03.04.168.2016
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 7
Тема
Изучение работы транзисторного усилителя
ль работы:
исследование влияния режима работы резистивного
транзисторного усилителя на параметры выходного сигнала.
Теоретические
сведения:
В данной лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
Источник питания (
Battery);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
��89 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 2
абор
Indicators
(индикаторы)
Из набора
Transistors
(транзисторы рисунок 3):
a)
транзистор (NPN Transistor)
Рисунок 3
абор
Transistors
(транзисторы)
Из набора
basic (
рисунок 4):
a)
Резистор
(resistor)
конденсатор (capacitor)
��90 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 4
абор
basic
Из набора
Instruments
(инструменты рисунок 5):
a)
осциллограф (oscilloscope)
функциональный генератор (
Function Generator
Рисунок 5
абор
Instruments
инструменты)
Порядок выполнения работы:
Задание 1
Исследование влияния базового резистора на параметры выходного
сигнала
Соберите схему для исследования режима р
аботы транзисторного
усилителя, приведенную на рисунке 6
Установить номиналы элементов, указанные в схеме
и настроить
терминалы приборов
, применяющихся в данной схеме.
Для этого
необходимо левой кнопкой мышки щелкнуть два раза по нужному элементу
��91 БР.44.03.04.168.2016
(устройству) и в появившейся диалоговой панели установить нужные
параметры.
Рисунок 6
Схема для изучения работы
усилителя
Используйте транзистор МР37 из библиотеки misс.
Для лучшего наблюдения за диаграммами цвет проводников
входного и выходного сигналов на осциллографе можно изменить, если
дважды щелкнуть по проводнику левой кнопкой мыши и выбрать из
появившегося
окна необходимый цвет.
На панели
функционального генератора импульсов задать
синусоидальную форму выходного сигнала с амплитудой (Amplitude) 70 мВ
и частотой (Frequency) 1 кГц.
Установить режим работы вольтметров на измерение
постоянного напряжения (ОС).
зменяя сопротивление переменного резистора базового
делителя (20%, 30%, 60%), запишите величины постоянных напряжени
й на
электродах транзистора UБ,
UЭ,
в таблицу
Таблица 1.
��92 БР.44.03.04.168.2016
Для каждого значения
базового резистора зарисуйте форму
входного и выходного напряжения с экрана осциллографа.
Задание 2.
Исследование влияния величины входного сигнала.
Установите режим работы вольтметра, подключенного к
коллектору, на измерение переменного напряжения (в
графе MODE
установить значение АС).
Установите сопротивление переменного резистора базового
делителя 30%.
Изменяя величину входного сигнала усилителя согласно таблице
2, измерьте выходное напряжение с помощью вольтметра и результаты
занесите в таблицу 2.
Таблица 2.
вх
, мВ
вых
По полученным данным рассчитайте коэффициент усиления К
вых
несите его значения в таблицу
Зарисуйте форму входного и выходного напря
жения с экрана
осциллографа при
= 200мВ.
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы.
Исследуемая схема.
Таблицы
Осциллограммы для каждого опыта
��93 БР.44.03.04.168.2016
Контрольные вопросы:
Что такое рабочая точка транзистора и как она задается?
Сформулируйте условия, необходимые д
ля обеспечения
усиления сигнала
без искажений.
��5 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№ 8
Тема
Исследование операционных усилителей
ль работы:
Исследовать принцип действия и основные свойства
операционных усилителей (ОУ) в различных схемах включения.
Теоретические сведения:
В данной
лабораторной работе вам будут необходимы следующие
элементы
Из набора
Sources
(источники рисунок 1):
a)
Заземление
Ground
Источник питания (
Battery);
Рисунок
абор
Sources
исто
чники)
Из набора
Indicators
(индикаторы рисунок 2):
a)
Вольтметр (
Voltmeter)
��95 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 2
абор
Indicators
(индикаторы)
Из набора
basic (
рисунок 3):
a)
Резистор
(resistor)
Рисунок 3
абор
basic
Из набора
Instruments
(инструменты рисунок 4):
a)
осциллограф (oscilloscope)
функциональный генератор (
Function Generator
c)
цифровой мультиметр (
Multimeter
��96 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 4
абор
Instruments
инструменты)
Из набора Analog ICs (рисунок 5):
a)
перационный усилитель (Terminal Opamp)
Рисунок 5
Набор
Analog ICs
Порядок
выполнения работы:
Задание 1
Исследование инвертирующей схемы ОУ
Собрать схему инвертирующего операци
онного усилителя по
рисунку 6.
Установите заданные па
раметры элементов (резисторов и
входного
напряжения) в соответствии с таб
лицей
1 для опыта № 1.
Цифровой мультиметр установить в режиме измерения постоянного
напряжения. Схему активизируйте.
Показания мультиме
тра (U
) запишите в таблицу
��97 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 6
Схема инвертирующего ОУ
налогичные операции провести для опытов № 2,3,4.
Таблица 1
№ опыта
, кОм
, кОМ
вых
Записать вывод по результатам:
В выводе по заданию 1 обосновать результат каждого опыта
(описать функцию и принцип действия данной схемы ОУ). Каждый опыт
обосновать вычислением по соответствующей
схеме формуле: U
вх
Задание 2
Исследование схемы инвертирующего ОУ для вычитания
Собрать схему
2 и установить заданные параметры элементов и
входного напряжения
в соответствии с таблицей 2,
поочередно для каждого
опыта 1,2,3,4.
Для каждого о
пыта измерить
выходное напряжение, т.е. записать
показания мультиметра в таблицу 2.
��98 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 7
Схема инвертирующего ОУ для вычитания
Записать вывод по результатам каждого опыта. Записать формулу
для вычисления U
вых
. Каждый опыт обосновать вычислением.
аблица 2.
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх1
вх2
вых
Задание 3
Исследование схемы для инвертирующего ОУ для суммирования
Собрать схему операционного усилителя по
рисунку 8.
Установите
заданные параметры элементов и входного напряжения
в соответствии с таблицей 3 поочередно для каждого опыта 1,2,3,4.
Подключите на выход схемы мультиметра;
Для каждого опыта
измерить
выходное напряжение, т.е.
записать
показания мультиметра
в таблицу 3.
��99 БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 8
Схема инвертирующего ОУ для суммирования
Записать вывод по результатам каждого опыта. Записать формулу
для вычисления U
вых
. Каждый опыт обосновать вычислением.
Таблица 3
№ опыта
, кОм
, кОМ
вх1
вх2
вых
Задание 4
Исследование интегрирующей схемы ОУ
Собрать схему интегрирующего усилителя по
рисунку 9
Установите параметры элементов в соответствии с
схемой на
рисунке 9.
На вход системы подключается функциональный
генератор,
предназначенный для генерации синусоидальных, треугольных и
прямоугольных импульсов;
Для исследования схемы ОУ применяется скачкообразное
воздействие, моделирует которое прямоугольные импульсы;
��100
БР.44.03.04.168.2016
Рисунок 9
Схема интегрирующего ОУ
Установить с
помощью диалоговой панели параметры импульсов
амплитуду 1 В, остальные параметры оставить без изменений.
На выход схемы подключается осциллограф. Он позволяет
наблюдать форму двух сигналов, поступающих на два входа осциллографа:
каналы А и
В. Канал А под
ключается ко входу схемы, канал В к выходу;
На развернутом окне осциллографа устанавливается цена деления
по вертикали по каналу А и В (CHANNEL A или CHENNEL В)
V/Div;
Для разделения на окне входной величины от выходной
рекомендуется установить:
на
канале А параметр Y position +2
на канале В параметр Y position
Изменяя параметр Time Base установить цену деления по
горизонтали s/div. Цена деления должна быть такой, чтобы график было удобно
рассмотреть и изобразить;
Установить режимы DC (наблюдение
постоянных сигналов), Auto,
Y/T;
Нажать кнопку Expand для
получения
увеличенного экрана
осциллографа с полосой прокручивания.
Зарисовать скачек входного напряжения и соответствующий ему
выходной сигнал (друг под другом), указать цену деления по осям.
��101
БР.44.03.04.168.2016
Изменить емкость конденсатора в два раза и зарисовать изменение
выходного сигнала в тех же осях координат.
Отчет по работе должен содержать:
Цель работы.
Исследуемые схемы.
Таблицы;
Расчет
для заданий 1,2,3.
Вид ос
иллограмм для задания 4.
Контрольны
е вопросы:
Почему данный усилитель называется операционным
От чего зависит коэффициент усиления ОУ с обратной связью?
Чем объясняется время нарастания выходного напряжения
интегрирующего ОУ?

Приложенные файлы

  • pdf 3941845
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий