Лабораторная работа для вуза по физике

Лабораториялық жұмыс №

Импульстық сигналдардың параметрлерін өлшеу. Ұзартатын және қысқартатын RC – тізбектерін зерттеу және жинастыру.

Жұмыстың мақсаты: Импульстық сигналдардың параметрлерін өлшеу.

Ұзаратын және қысқаратын RC тізбектерін зерттеу

және жинастыру.

Қажетті құралдар: 1. Тұрақты тоқ көзі

2.Осциллограф 2 сәулелі

3.Универсалды электронды жинақтаушы микроэлементтер блогі

Жұмыс орындауға қолданылатын сұрақтар:

1. Электрлік импульстік сигнал деген не?

2. Импульстік сигналдардың негізі параметрлері?

3. Толықтық коэффициент деп нені айтады?

4. Импульстың тығыздығы деген не және ол қандай формуламен анықталады?

5. RC- элементтерінің сызбасын түсіндір не үшін пайдаланады?

Қысқаша теориялық мәлімет.

Қазір ЭЕМ – де, радиоэлектроникада және автоматика салаларында сигналдары яғни кернеуі мен тоғы импульс түрінде болатын құрылғылар кеңіне қолданылады. Электрлі импульс дегеніміз қысқа уақыт аралығында кернеудің (тоқтың) тұрақты деңгейден ауытқұы «қысқа уақыт аралығында» шартты түрде болады. Құрыдғыларда бұл уақыт өтпелі процесстердің қарастырайық (1сурет). Бұл суретте – импульс амплитудасы яғни кернеудің бастапқы деңгейі - ден ауытқуының ең үлкен мәні. Кернеудің бастапқы деңгейінен ауытқу процессі жүретін бөлігі фронт деп аталады. Ал кернеу қайтадан бастапқы деңгейіне оралатын бөлігі иілу деп аталады. Нақты импульстарда фронт пен иілу шекараларын дәл анықтау қиын болғанда, олардың және узақтықтарын кернеудің λ және (1-λ) белгілі деңгейлердің аралығында өлшенеді. Әдетте λ= 0,1 – ге тең. Схемадағы – кернеу 0,1 – нен 0,9 – ге дейін өсетін кездегі уақыт – кернеу 0,9 – нен 0,1 – ге дейін кемитін кездегі уақыт. Қазір ЭЕМ – де, радиолектроника және автоматика салаларда сигналдарды яғни кернеуі мен тоғы импульс түрінде болатын құрылғылар кеңінен қолданылады.

Электрлік импульс дегеніміз қысқа уақыт аралығында кернеудің (тоқтың) тұрақты деңгейден ауытқуы «қысқа уақыт аралығы» деген щартты түрде болады. Қаралып отырған құрылғыларда бұл уақыт өтпелі процесстің ұзактығымен шамалас. Импульсті кернеудың мүмкін болатын қарастырайық. импульстың амплитудасы, яғни кернеудің бастапқы деңгейі. – ден ауытқуы ең үлкен мәні.

Нақты импульстарда фронт пен иілу шекараларын дәл анықтау қиын болғандықтан олардың λ* U(1-2) белгілі деңгейлерінің аралығында өлшенеді. Эдетте λ= 0,1 – ге тең. Жоғарыдағы схемадағы уақытты кернеу 0,1 – нен 0,9 гедейін өсетін кездегі уақыт – кернеу 0,9 – пен 0,1 – кемитін кездегі уақыт. Импульс ұзақтығы () әр түрлі деңгейлерде өлшене береді. λ деңгейінде өлшенетін импульс ұқзақтығы табаны бойынша импульс ұзақтығы деп аталады. Кейбір жағдайларда импульстың ұзақтығы 0,5 деңгейде анықталады, егер импульстың бірінен соң бірі бірдей уақыт ішінде қайталанып отырса, онда бұл (Т) периодты жағдайды импульстың периодты тізбегі деп аталады. 1 сек аралығында импульс саны импульстарды қайталау жиілігі деп аталады .

Импульстың периодты тізбегін толықтық және ρ коэффициенті арқылы сипатталады.

Толықтық коэффициент дегеніміз импульс ұзындығының периодқа қатынасын айтады.

Импульстың тығыздығы деп импульстың аралық интервалының сол импульстың ұзындығына қатынасын айтады .

Екі деңгей арасында кернеудің секірмелі өзгересін түсуі деп аталады. Егер түсуі нәтижесіне кернеу ең төменгі деңгейден ең жоғарғы деңгейге өзгеретін болса, онда мұндай түсуді оң (дұрыс) деп, ал керісінше болса теріс (дұрыс емес) деп аталады.

2-сурет. Кернеудің құламасы

I. сұрақ бойынша құламасы

1. Мына схеманы жинастарындар.

G – генератордың шартты белгісі «Зап 1» - кірісі, «вых1» генератордың щығысы.

4.2 «5В» және клеманның арасында қысқаша тұйықталудың болмауын тексеру «Қ.Т» жоқ кезде онда ток көзін қосу керек.

4.3 Импульстың амплитудасын есептеу ) импульс ұзындығы () импульс периодтар (Т), алдыңғы фронттың және қайту бөлігінің ұзындығын өлшеу импульс - ін толықтық және ρ коэффициентін есептеу.

4.4 Импульс формуласының суреттерін салыңдар. Олардың уақыт және кернеу бойынша бөлік құнын көрсет.

4.5 Ток көзін өшіру керек.

3 – сурет. RC тізбекті зерттеу.

2 – сұрақ бойынша тапсырма.

Мына түрдегі RC тізбекті зерттеу.

4 – сурет . Конденсатордың кернеулігінің өзгерісін зерттеу сұлбасы.

1. Генератордың СВН кірісіне С5=6800К конденсаторын жалғау.

2. Келесі схеманы жинау.

3. 5В және шиналар арасындағы ҚТ-ң болмауын арқылы тексеру. ҚТ-ң болмағанда ток көзін өшіру.

4. Кірістегі және шығыстағы импульстың осцилогаммасын салу.

5. 5.2 бойынша жинаған схемадағы резистрдің орнына резисторын жалға1)5.4 орындау 2)Ток көзін қосып, келесі пункте 5.6-ға өту.

6. Мыналарды басшылыққа ала отырып, конденсатордағы кернеудің өзгеруін физикалық түрде түсіндіру.а)Конденсатордың зарядтарының процессі экспоненсалды заң бойынша өтеді.

)

– зарядтың уақыт тұрақтысы, ол мынаған тең r=CR, мұнда R кедергі.

Конденсатордың зарядтарының процессі осы кедергі арқылы өтеді.

Конденсатордың зарядтарының процессі экспоненционалды заңы бойынша өтеді.

)

Мұндағы - заряд уақытының тұрақтылығы.

R – конденсатордың зарядталу процессі осы кедергі арқылы өтеді.

Схемасы боцынша: =. Мына түрдегі RC-тізбектеуді зерттеу.

1. Келесі схеманы жинау.

5.8 Тестерлер арқылы 5В және (жер) клеммасы арасында «Қ.Т.»-ң болмауын тексеру «Қ.Т.» болған жағдайда, ток көзін іске қосу керек.

1. Уақыт және кернеу бойынша бірлік құнын көрсетіп және шығыстағы кернеудің осцилограммасын салу.

2. 5.7 бойынша жинаған схемадағы конденсаторын бірге конденсаторын жалға: 1)5.9 орындау; 2)тоқ көзін өшіріп, келесі 5.11 өту.

5.11 Екінші суреттегі шығыстағы кернеудің өзгеруінің физикалық жағын түсіндір. – конденсатордағы кернеудің өзгеру заңдарын біле отырып схемадағы (6-сурет) көрсет, =+ схеманың түрін зерттеу.

5.12 Келесі схеманы жинау.

8-ші сурет RC тізбегін зерттеуге арналған схема.

5.13 5В және (жер) клеммалары арқылы ҚТ –ң болмауын тексеру. ҚТ-ң болмаған жағдайда тоқ көзін қосу.

5.14 Кірістегі және шығыстағы импульстың осциллограммасын салу уақыт және кернеу бойынша бөлік құнын көрсетілген.

5.15 Суреттің физикалық шамасын түсіндір.

5.16 Ток көзін өшіру. Осциллографтыда өшіру керек.

5.17 Жұмыс орнын ретке келтіру.

Сұрақтар.

1. Егерде дифракциялық тізбектің кірісіне қандайда 1t шамасында оң түсу кернеуі берілсе, онда оның шығысында кернеу қалай өзгереді.

2. Конденсатордың зарядтар және конденсатордың разрядталуы деген түсініктері нені білдіреді.

3. Резисторлардың түрлері. Және пайдаланалатын аймақтары.

4. Диодтардың түрлері және пайдаланалатын аймақтары.

5. Генераторлық аспан құрылы не үшін пайдаланады.

6. Конденсатор түрлері және электронды конденсаторға қай аспан пайданалады.

7. Сұлбадағы «лог 1» жұмысқа не үшін пайдаланады.

8. Осциллографтың көмегімен жұмыстың не жағдайын білеміз.

9. Импульстің тығыздығы деп нені айтамыз?

10. Толықтық коэффициенті дегеніміз не?

Әдебиеттер.

1. Кабардин О.Ф. Транзисторная электроника М. Просвещение, 1972

2. Жеребцов Основы электроники. М,1974

3. Гершензон Е.М. Радиотехника М,1971,1987

3