Основы радиотехники. Методические указания к выполнению лабораторных работ

Министерство образования Российской Федерации Восточно-Сибирский государственный технологический университет

ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ

Методические указания к лабораторным работам для студентов направления 653800 «Стандартизация, сертификация и метрология» дневной и заочной форм обучения

Составитель: Жаргалов Б.С.

Улан-Удэ, 2001г.

Лабораторная работа № 1 Изучение ампервольтомметра и применение его для измерений электрических величин Оборудование: ампервольтомметр, выпрямитель ВС-24, реостаты 500 Ом и 2000 Ом, резисторы. Выполнение работы 1. Изучите и запишите основные технические данные прибора. 2. По описанию авометра рассмотрите схемы соединения элементов прибора при использовании его для измерения постоянного тока и напряжения, сопротивления и для измерений в цепях переменного тока. 3. Осмотрите прибор, найдите переключатели вида измерений и пределов измерений. Изучите шкалу прибора. Определите предельные значения измеряемых токов и напряжений при установке переключателя пределов измерений в каждое из возможных положений. 4. Включите выпрямитель. Проведите измерение напряжения на его зажимах при различных положениях регулятора выходного напряжения. Проведите измерение переменного напряжения на выходе трансформатора выпрямителя. 5. Начертите схему цепи с последовательным соединением реостатов и амперметра. Соберите цепь, использовав в качестве амперметра авометр. Измерьте токи в цепи при различных значениях подводимого напряжения и сопротивлений реостатов. 6. Измерьте напряжение на реостатах и подводимое напряжение. Для каждого измерения отметьте его значение. Убедитесь, что сумма напряжений на реостатах равна подводимому напряжению. 7. Начертите схему цепи с параллельным включением реостатов. Покажите на схеме амперметры для измерения тока в ветвях и общего тока в цепи. Соберите цепь. Установите максимальное сопротивление реостатов. Измерьте амперметром токи в ветвях и общий ток в цепи при различных сопротивлениях реостатов. Убедитесь, что сумма токов в ветвях равна току в общей цепи. 8. Научитесь пользоваться омметром. Установите стрелку омметра на нуль шкалы омметра и измерьте сопротивления резисторов. Контрольные вопросы: 1. Принцип работы ампервольтомметра 2. Различие схем для измерений тока, напряжения и сопротивления при постоянных и переменных токах. 3. Различие схем включения реостата и амперметра при последовательном и параллельном соединениях. Лабораторная работа № 2 Изучение испытателя транзисторов. Проверка определение параметров и отбраковка транзисторов В условиях заводских лабораторий проверяют транзисторы измерителями параметров. Промышленность выпускает многие разновидности таких приборов, например Л2-53. Рассмотрим принцип измерения в измерителе параметров транзисторов входного сопротивления транзистора при включении его по схеме с общим эмиттером. Упрощенная схема соединения элементов цепи измерителя параметров транзисторов дана на рис. 1, а.

Рис. 1. Упрощенная схема соединения элементов цепи испытателя транзисторов при измерениях: а – входного сопротивления; б – коэффициента передачи тока. База транзистора соединена с общей точкой цепи через включенные параллельно катушку L1 и конденсатор С1. По катушке L1 проходит постоянный ток базы, контур L1C1 обладает большим сопротивлением переменному току, и по цепи этот ток практически не проходит. Эмиттер транзистора через аналогичный контур L2C2 соединен с отрицательным полюсом источника питания. По катушке L2 проходит постоянный ток эмиттера, контур L2C2 не пропускает переменного тока. Через конденсатор С2 эмиттер транзистора соединен с общей точкой цепи. Постоянный ток через конденсатор не проходит. Между коллектором и эмиттером устанавливается постоянное напряжение UКЭ, между эмиттером и общей точкой – напряжение UЭ. При этих напряжениях в цепи коллектора проходит постоянный ток определенной величины. Его значение можно регулировать, изменяя напряжение UЭ. Чтобы по цепи источника коллекторного напряжения не проходил переменный ток, установлены катушка L3 и конденсатор С3. В цепь базы транзистора включен генератор переменного напряжения G. Амплитуда напряжения на его зажимах в процессе измерений остается неизменной. Переменный ток генератора протекает по резистору R1 и через переход база – эмиттер, обладающий сопротивлением h11Э переменному току. Сопротивление резистора R1 гораздо больше входного сопротивления транзистора h11Э. Поэтому амплитуда тока в цепи базы практически остается одной и той же независимо от значения h11Э. Это значит, что амплитуду переменного напряжения между базой и эмиттером, измеряемого вольтметром PU, можно считать пропорциональной входному сопротивлению транзистора и вольтметр PU можно проградуировать в значениях h11Э. При таком построении цепи значение входного сопротивления транзистора h11Э определяется по показаниям одного лишь прибора.

При измерении коэффициента передачи тока к электродам транзистора через вспомогательные цепи подводят постоянное напряжение и включают генератор переменного тока в цепь базы (рис. 1, б), а в цепи эмиттера устанавливают резистор R2. переменный ток эмиттера создает на резисторе R2 падение напряжения, амплитуда которого измеряется вольтметром PU. Переменный ток коллектора iК в h21Э раз больше тока базы iБ (iК = h21Э . iБ). Поэтому ток эмиттера iЭ в (h21Э + 1) раз больше тока базы (iЭ = (h21Э + 1) iБ). Таким образом, амплитуда измеряемого вольтметром напряжения пропорциональна (h21Э + 1). Поскольку амплитуда тока в цепи базы в процессе измерений остается одной и той же, показания вольтметра пропорциональны значениям (h21Э + 1). В значениях величины (h21Э + 1) может быть проградуирована шкала вольтметра PU. Оборудование: испытатель транзисторов, транзисторы для проверки и исследований. Выполнение работы 1. Изучите испытатель транзисторов. По описанию прибора ознакомьтесь с расположением измерительных приборов и ручек управления на передней панели измерителя параметров транзисторов. Определите их назначение. Изучите правила работы с прибором. 2. Проведите измерения. Включите прибор в сеть. По инструкции подготовьте прибор к работе. Измерьте параметры h11Э и h21Э транзистора в присутствии преподавателя. Измерьте параметры представленных для испытаний транзисторов при указанных в задании коллекторных напряжениях и токах коллекторов. Сгруппируйте транзисторы по указанным преподавателем значениям этих параметров. Контрольные вопросы: 1. Принцип действия прибора Л2-53. 2. Назначение и устройство транзисторов. Лабораторная работа № 3 Изучение генераторов сигналов и электронного вольтметра Оборудование: генератор сигналов звуковой частоты, генератор сигналов высокой частоты, электронный вольтметр. Выполнение работы 1. Изучите электронный вольтметр: а) осмотрите вольтметр. По надписям на передней панели прибора и его описанию определите назначение ручек управления и правила пользования прибором; б) по описанию вольтметра определите, какие по амплитуде и частоте напряжения измеряет прибор; в) включите вольтметр в сеть. Соедините накоротко его вход и установите на нуль стрелку измерительного прибора ручкой «Установка нуля». Подготовьте прибор к измерениям. 2. Изучите генератор сигналов звуковой частоты. а) осмотрите генератор. Определите назначение ручек управления, пределы изменений частоты и амплитуды выходного напряжения. Запишите основные данные прибора; б) включите генератор в сеть. Установите частоту напряжения 1 кГц и амплитуду 1 В;

в) подключите к выходу генератора электронный вольтметр. Измерьте амплитуду выходного напряжения генератора при измерениях его частоты во всем диапазоне частот генерируемых колебаний. 3. Изучите генератор сигналов высокой частоты: а) научитесь устанавливать частоту и амплитуду выходного напряжения генератора; б) включите генератор в сеть. Установите напряжение частотой 200 кГц и амплитудой 0,1 В. Измерьте амплитуду выходного напряжения электронным вольтметром; в) научитесь устанавливать частоту сигнала и его амплитуду в любом из значений их в диапазоне частот и амплитуд генерируемых колебаний. Контрольные вопросы: 1. Назначение и устройство электронного вольтметра. 2. Устройство генератора сигналов звуковой частоты. 3. Устройство генератора сигналов высокой частоты. Лабораторная работа № 4 Изучение электронного осциллографа Оборудование: электронный осциллограф, генератор сигналов звуковой частоты, электронный вольтметр. Выполнение работы 1. Осмотрите осциллограф. Найдите ручки управления и объясните их назначение. 2. Включите осциллограф в сеть. Ручку управления «Усиление Х» поставьте в крайнее левое положение. Перемещая ручки управления «Смещение Х» и «Смещение Y», установите светящееся пятно в центре экрана электроннолучевой трубки. Ручкой «Яркость» установите такую яркость свечения пятна, чтобы оно было хорошо видимым, но не слишком ярким. Ручкой «Фокус» установите минимальный диаметр пятна. 3. Переместите светящееся пятно по горизонтали и вертикали ручками «Смещение Х» и Смещение Y». 4. Ручками управления частотой развертки осциллографа установите минимальную частоту развертки, ручкой «Усиление Х» - такое усиление пилообразного напряжения, чтобы светящееся пятно перемещалось по экрану трубки от левого ее края до правого. 5. Подайте на вход «Y» осциллографа напряжение от генератора сигналов звуковой частоты и установите его частоту около 200 Гц и амплитуду 0,1 В. Установите переключатель аттенюатора в положение «1:1». Вращая ручку «Усиление Y», установите размер осциллограммы по вертикали около 60 мм. Плавно отрегулируйте частоту напряжения развертки и добейтесь, чтобы изображение на экране трубки было почти неподвижным. Ручку «Синхронизация» установите в положение «Внутр.». Ручкой «Амплитуда синхронизации» установите такую амплитуду синхронизирующего напряжения, при которой изображение на экране осциллографа оставалось бы неподвижным. 6. Получите осциллограммы напряжений другой частоты и амплитуды. 7. Измерьте амплитуду подводимого от генератора напряжения и определите, скольким вольтам соответствует отклонение светящегося пятна на экране трубки на 1 см. 8. Подайте на вход осциллографа напряжение от генератора высокой частоты и получите осциллограмму этого напряжения.

Контрольные вопросы: 1. Назначение прибора. Ручки управления. 2. Устройство электроннолучевой трубки. 3. Назначение специального генератора развертки.

Рекомендуемая литература: 1. Ляшко М.Н., Маркевич К.М. Основы радиоэлектроники. - Минск: Народная асвета, 1986. 2. Толкачев Г.Б., Ковалев В.Н. Радиоэлектроника. – М., 1983. 3. Паспорта и описания ампервольтметра, электронного вольтметра, прибора Л2-53, генератора сигналов, осциллографа.

ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ

Методические указания к лабораторным работам для студентов направления 653800 «Стандартизация, сертификация и метрология» дневной и заочной форм обучения

Составитель: Жаргалов Б.С.

Подписано в печать 24.09.2001 г. Формат 60×84 1/16. Усл.п.л. 0,7, уч.-изд.л. 0,6. Тираж 55 экз. С. 107. Издательство ВСГТУ. г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, а. ВСГТУ, 2001 г.