Лабораторные работы по ПМ04 "Монтажник РЭА и приборов"
методическая разработка

Министерство образования и науки РС (Я)

ГАПОУ РС (Я) «Якутский колледж связи и энергетики им. П.И. Дудкина»

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

ПО ПМ.04 «МОНТАЖНИК РЭА И ПРИБОРОВ»

Специальность 11.02.02 Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники

Якутск 2017

1. Лабораторная работа №1 «Исследование бестрансформаторного блока питания»

Цель работы: Научиться собирать схему бестрансформаторного блока питания, измерять параметры выходного напряжения, исследовать измерения параметров напряжения на выходе от изменения номиналов элементов схемы.

Задание:

1)  Собрать схемы с помощью программы Multisim 12.

1.  Выставить значения на элементах согласно своему варианту.
2.  Измерить параметры выходного напряжения.
3. Сделать выводы.
4. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы.

1. Собираем схему  бестрансформаторного блока питания. Для этого на панели инструментов программы Multisim 12.0, выбираем следующие элементы, в соответствии со своим вариантом, приведенным в таблице 1:

Источник питания – 220В

Конденсаторы – 10 мкФ,  2- 200 мкФ, 2000 мкФ

Диодный мост 1В4В42

        (Resistor) R – 10 Ом

        Микросхема LM2940T

        Осциллограф

Мультиметр

        (Ground) Заземление

Рисунок  1 – Схема бестрансформаторного блока питания

2) Подключаем осциллограф так как показано на рисунке 1.    

3) Изменяем параметры выходного напряжения.

4)  Запускаем схему, нажав на кнопку запуск в правом углу экрана и нажимаем на осциллограф двумя кликами левой кнопкой мыши, чтобы посмотреть колебания  импульсов на выходе схемы.

5) По формулам находим:

                Коэффициент заполнения: ɣ =tu/T, <1

                Скважность: q=T/tu, >1

                Частоту: f=1/T

6) Производим расчеты и записываем данные в таблицу

Таблица 3.1 – Варианты заданий и измерения

Методические указания

Бестрансформаторные схемы используют при низкой требовательности нагрузки к стабильности напряжения и малом токе потребления.

Особенность его сборки и монтажа определяется тем, что на входе этого блока используют гасящий конденсатор С1 (бумажный или керамический), рассчитанный на напряжение сети 220 В, а также емкостный фильтр-делитель С2 и СЗ. Емкость С1 подбирают в зависимости от выделяющегося на нем напряжения на частоте 50 Гц; обратное рабочее напряжение конденсатора должно превышать сетевое напряжение как минимум в два раза. Во избежание утечек и разрядов на «ноги» конденсатора надевают керамические втулки. Использование интегрального регулятора — стабилизатора напряжения типа КР142ЕН5 (зарубежный аналог типа L7805) вместо компенсационного стабилизатора на дискретных элементах позволяет повысить эксплуатационные характеристики и значительно упростить схему. Эта отечественная микросхема так называемого нерегулируемого стабилизатора на 5 В выходного напряжения. На входе такой микросхемы может действовать напряжение от 15 до 20 В.

3. Сделать отчет:

1. Цель работы
2. Схема исследуемого устройства
3. Таблица с результатами измерений
4. Выводы по каждому из  пунктов таблицы 4.5
5. Письменные ответы на контрольные вопросы.

4. Контрольные вопросы:

1. Для чего предназначены источники питания?

2. Роль мостовой схемы в блоке питания?

2. Лабораторная работа №2 «Исследование ждущего мультивибратора на транзисторах»

Цель работы: Исследовать принцип работы мультивибратора в ждущем режиме, измерять и производить расчет параметры выходного напряжения.

Задание:

1.Собрать схему ждущего мультивибратора.

2.Измерить параметры выходного напряжения. Т, tи, tп, Um;

3. Произвести расчеты параметров выходного напряжения ɣ, q;

4.Исследовать схему при изменении параметров элементов схемы;

5.Письменно ответить на контрольные вопросы.

Варианты задания:

Таблица 1 – Исходные данные

Порядок выполнения работы

1) Собираем схему ждущего мультивибратора (рис 1), для этого на панели инструментов необходимо выбрать следующие элементы:

Транзистора – 2N4403, R1, R2, R3, R4 C1, C2, С32-Eп, функциональный генератор.

Рисунок 1 – схема Ждущего мультивибратора

Методические указания

Схема (а)                   Временные диаграммы (б)

 Работа транзистора. В исходном устойчивом состоянии транзистор VT1 закрыт. Когда на вход схемы приходит положительный запускающий импульс достаточной амплитуды, через транзистор начинает проходить коллекторный ток. Изменение напряжения на коллекторе транзистора VT1 передается через кондор С2 на базу транзистора VT2. Благодаря ПОС. (через разик R4) нарастает лавинообразный процесс, приводящий к закрыванию транзистора VT2 и открыванию транзистора VT1. В этом состоянии неустойчивого равновесия схема находится до тех пор, пока кондор С2 не разрядится через разик R2 и проводящий транзистор VT1. После разряда киндера транзистор VT2 открывается, а VT1 закрывается, и схема возвращается в исходное состояние.

2.Измеряем параметры выходного напряжения. Для этого подключаем осциллограф к транзистору коллектора, так как показано на рис 1.

Включаем схему в работу и при помощи, подключенного осциллографа                       измеряем длительность выходного импульса, период, паузу между импульсами, амплитуду. Заносим данные в таблицу 4.3.

Полученный результат записываем в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты измерения

3.        Изменяем номиналы элементов С3 и Rб1 в соответствии с таблицей 4.1, измеряем и рассчитываем параметры выходного напряжения для каждого случая и зарисовываем осциллограммы выходного напряжения.

4.        По полученным данным необходимо построить графики зависимости амплитуды выходного сигнала при изменении С3 и Rб1.

5.        Письменно сделайте выводы о проделанной работе.

Содержание отчета:

1.        Схема ждущего мультивибратора;

2.        Варианты задания;

3.        Таблица выполнения работы;

4.        Графики ;

5.        Ответы на контрольные вопросы

Контрольные вопросы:

1. Чем отличается ждущий мультивибратор от автоколебательного.
2. Для чего могут  используются ждущие мультивибраторы.

3. Лабораторная работа №3 «Исследование ждущего мультивибратора на ИМС ОУ»

Цель работы: Исследовать принцип работы мультивибратора на ИМС ОУ в ждущем режиме, измерять и производить расчет параметры выходного напряжения.

Задание:

1.Собрать схему ждущего мультивибратора на ИМС ОУ.

2.Измерить параметры выходного напряжения. Т, tи, tп, Um;

3.Произвести расчеты параметров выходного напряжения ɣ, q

4.Исследовать схему при изменении параметров элементов схемы;

Письменно ответить на контрольные вопросы.

Варианты задания:

Таблица 1 – Исходные данные

Порядок выполнения работы

1. Собираем схему ;ждущего мультивибратора на ИМС ОУ(рис ), для этого на панели инструментов необходимо выбрать следующие элементы:ОУ –OPAMP_3T_VIRTUAL, R1, R2, R3,C1, C2, диод-1N3064, Eп, источник прямоугольных импульсов.

Рисунок 1 – схема Ждущего мультивибратора на ИМС ОУ

Методические указания.

Схема (а)Временные диаграммы (б)

На рисунке (1) изображена схема ждущего мультивибратора , отличающего от автоколебательной схемы наличием диода VD( а так же цепи запуска).

За счет него отрицательное напряжение  на конденсаторе  С(Uc)  может иметь только небольшое отрицательное значение (напряжения на отпертом диоде uд отп-0,7В). Поэтому оно не может стать более отрицательным, чем напряжение YU-нас, которое приложено к входу(+) когда uвых=U-нас. Благодаря этому из состояния uвых=U-нассхема не может самостоятельно переключиться к уровню U+нас.

Таблица 2 – Результаты измерения

3.Изменяем номиналы элементов С1 и R3 в соответствии с таблицей 2, измеряем и рассчитываем параметры выходного напряжения для каждого случая и зарисовываем осциллограммы выходного напряжения.

4.   По полученным данным необходимо построить графики зависимости амплитуды выходного сигнала при изменении С1 и R3.

5.Письменно сделайте выводы о проделанной работе.

Содержание отчета:

1.        Схема ждущего мультивибратора на ИМС ОУ;

2.        Варианты задания;

3.        Таблица выполнения работы;

4.        Графики;

5.        Ответы на контрольные вопросы

Контрольные вопросы:

1.Чем отличается мультивибратор на ИМС ОУ от автоколебательного на ИМС ОУ

4 Лабораторная работа №4 «Исследование ждущего мультивибратора на логических элементов»

Цель работы: Исследовать принцип работы ждущего мультивибратора на логических элементов.

Задание:

1.Собрать схему ждущего мультивибратора на логических элементов.

2.Измерить параметры выходного напряжения.

3. Сделать выводы.

4.Письменно ответить на контрольные вопросы.

Варианты задания:

Таблица 1 – Исходные данные

Методические указания

Схема (а)                                   Временная диаграмма(б)

Рисунок 1   - Схема ждущего мультивибратора на двух логических элементах и RC-цепи

В состав ждущего мультивибратора входят логические элементы ЛЭ1, ЛЭ2 и RC-цепь. При этом, ЛЭ2 и RC-цепь образуют схему задержки на основе дифференцирующей цепи. Источником входного импульса для нее является выход элемента ЛЭ1. Схема задержки формирует задержку входного импульса на величину tзад. В устойчивом состоянии, поскольку на входе ЛЭ2 действует напряжение UR0, меньшее Uпор, на выходе схемы присутствует логическая единица, которая одновременно подается на один из входов ЛЭ1. Если при этом на другой вход ЛЭ1 (Uвх) также подавать логическую единицу, то на выходе ЛЭ1 сохраняется логический нуль. Схема, таким образом, находится в устойчивом состоянии (рис. б). Подав теперь на вход Uвх напряжение логического нуля, на выходе ЛЭ1 сформируется напряжение логической единицы, которое через конденсатор передастся на ЛЭ2. На входе ЛЭ2 напряжение возрастет до значения URmax и на его выходе сформируется логический нуль. По мере заряда конденсатора, напряжение на входе ЛЭ2 будет стремиться к значению UR0. В момент равенства напряжения на входе ЛЭ2 значению Uпор, на выходе ЛЭ сформируется логическаядлительность задержки tзад, задаваемой схемой задержки на элементе ЛЭ2, конденсаторе и резисторе.

Порядок выполнения работы

1)        Собираем схему Схема ждущего мультивибратора на двух логических элементах и RC-цепи (рис4.4). Для этого на панели инструментов выбираем элементы, приведённые в таблице 4.3

Рисунок 2 - Схема ждущего мультивибратора на двух логических элементах и RC-цепи(4.4)

2 ) Запускаем схему, нажав на кнопку запуск, в правом углу экрана.

2.1) Двумя кликами левой кнопкой мыши нажимаем на осциллограф, чтобы посмотреть выходной сигнал. Производим измерения. Данные этих измерений заносим в таблицу 4.5 в пункт 1.

Перед  исследованием,  нажимаем на клавишу (space)то есть переключаем через каждые 3 , 4 секунды или через 8, 10 секунд подаем  логический  0 и 1.

Таблица 2 – Измерения

2.2) Выставляем конденсатор С1 номиналом 50 нФ.  Результаты измерения заносим в таблицу 4.5 пункт 2.

2.3) Выставляем параметры резистора R1 900(кОм), С1 устанавливаем в соответствии с исходными данными (таблица 4.3). Результаты изменения заносим в таблицу 4.5  в пункт 3.

2.4) Выставляем параметры резистора R1 на 955 (кОм), С1выставляем номиналом 37 нФ. Результаты изменения заносим в таблицу 4.5 в пункт 5.

2.5) Выставляем параметры резистора R1 на 700 (кОм), С1 выставляем номиналом 5 нФ. Результаты изменения заносим в таблицу 4.5 в пункт 6.

2.6) Вставляем параметры резистора  R1 на 200(кОм), С1 не меняем. Результаты изменения заносим в таблицу 4.5 в пункт 7.

2.7)  Все параметры элементов выставить в исходное состояние в соответствии с данными таблицы 4.3. К конденсатору С1 параллельно подключаем С2. Результаты изменения заносим в таблицу 4.5 в пункт 8.

2.8) Убираем параллельно подключенный конденсатор и подключаем резистор R2 параллельно к R1 того же наминала. Результаты изменения заносим в таблицу 4.5 в пункт 9.

3. Сделать отчет:

1) Цель работы

2) Данные варианта

3) Схема исследуемого устройства

4) Таблица с результатами измерений

5) Выводы по каждому из 10 пунктов таблицы 4.5

6) Письменные ответы на контрольные вопросы.

4. Контрольные вопросы:

1. Что образуют элементы ЛЭ2 и RC-цепь.

2.Чем отличается ждущий мультивибратор от автоколебательного на логических элементов.

5 Лабораторная работа №5  «Сборка и монтаж бестрансформаторного блока питания»

Цель рабты: осуществить сборку и монтаж бестрансформаторного блока питания.

Задачи:

1)Осуществить выбор элементной базы.

2)Осуществить сборку блока питания на плате.

3)Произвести монтаж.

Порядок выполнения работы.

Произведите выбор элементной базы следующих номиналов:

Транзистор VT1 – КТ80Б

Резистор R1 100Ом;  R2- переменный резистор от 1кОм до 4.7кОм

Стабилитроны VD1 VD2

Конденсаторы C1 1000мкф; C2 500мкф

Трансформатор ТПП246/27/220-50

Распределите все элементы на протравленной плате в соответствии со схемой.

Рисунок 1 – Принципиальная схема бестрансформаторного блока питания.

Осуществите монтаж.

Проверьте собранный бестрансформаторный блок питания на правильность работы.

Методические указания.

При подаче на трансформатор 220 В преобразуется в12 В переменный ток преобразуется постоянный через C1 сглаживает пульсации постоянного тока, VD1,VD2  стабилизирует напряжение, R1ограничивает напряжение на коллекторе  транзистора, R2 регулируется открытие транзистора, тем самым регулирует выходное напряжение.