Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электротехника и электроника» для студентов факультета (стр. 8 из 9)
5.2. Произвести опыты по пп. 4.4-4.5.
5.4. Измеренные значения Umax и Umin записать в табл. 1.
5.5. Сравнить полученные результаты с результатами опытов, которые проводились по п. 4 (исследование однополупериодного однофазного выпрямителя).
5.6. Обязательно отключить оба тумблера питания на макете и схему разобрать. Сборку схемы и переключения выполнять только при выключенном питании.
Таблица 1
| Схема и параметры выпрямителя | I0, мA | Uср, В | Umах, В | Umin, В | tп, мс | f1 =1/tп Гц | m | Kп |
| Однофазный однополупериодный | - | |||||||
| Однофазный однополупериодный с С-фильтром | ||||||||
| Однофазный мостовой | ||||||||
| Трехфазный мостовой |
6. Произвести исследование однофазного мостового выпрямителя.
6.1. Собрать схему однофазного мостового выпрямителя и предъявить для проверки (рис. 3).
 |
Рис. 3. Схема однофазного мостового выпрямителя
6.2. Проверить положение нулевой линии на экране осцил-лографа.
6.3. Произвести опыты по пп. 4.3-4.5, 5.4.
6.4. Отключить питающие тумблеры на макете и схему разобрать.
7. Произвести исследование трехфазной мостовой схемы выпрямителя.
7.1. Собрать схему мостового трехфазного выпрямителя и предъявить для проверки (рис. 4).
7.3. Произвести опыты по п.п. 4.3-4.5, 5.4.
7.4. Отключить тумблеры питания на макете, разобрать схему и предъявить преподавателю опытные данные.
8. Отключить осциллограф, выключить стенд и автомат питания.
Привести рабочее место в порядок и сдать его инженеру.
 |
Рис. 4. Схема мостового трехфазного выпрямителя
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Схемы исследуемых выпрямителей.
3. Таблица наблюдений и вычислений.
4. Рисунки осциллограмм выпрямленного напряжения, выполненные на миллиметровке.
5. Краткие выводы по работе.
Контрольные вопросы
При допуске к лабораторной работе:
1. Какова цель работы?
2. В чем заключается назначение выпрямителя?
3. Из каких главных частей состоит выпрямитель?
4. Как работает однофазный выпрямитель: однополупериодный; двухполупериодный мостовой?
5. Какими данными надо располагать для выбора диода выпрямителя?
6. Какое влияние оказывает на работу выпрямителя конденсатор фильтра?
При защите лабораторной работы необходимо ответить на все вышеперечисленные вопросы и, кроме того:
1. Как проходит ток в однополупериодном выпрямителе?
2. Как проходит ток в мостовом однофазном выпрямителе?
3. Как проходит ток в трехфазном мостовом выпрямителе?
4. Какую форму, величину и период имеют кривые напряжения на нагрузке при различных схемах выпрямителя?
5. Как при помощи осциллографа определить амплитуду и длительность напряжения на нагрузке?
6. Объяснить форму кривой напряжения при подключении кон-денсатора?
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
(НА БАЗЕ ТТЛ-ЭЛЕМЕНТОВ)
Цель работы
1. Изучить принципы построения транзисторно-транзисторных логических схем (ТТЛ).
2. Приобрести практические навыки по использованию и применению логических схем.
3. Экспериментально изучить логические операции умножения (конъюнкции), сложения (дизъюнкции), отрицания (инверсии), которые осуществляются с помощью логических схем И, ИЛИ, НЕ.
4. Экспериментально подтвердить теоретические знания, полученные на лекциях и самостоятельных занятиях по логическим схемам.
Общие сведения
Логическими элементами называют электронные устройства, выполняющие простейшие логические операции.
Логические и запоминающие элементы составляют основу устройств цифровой обработки информации – вычислительных машин, цифровых измерительных приборов и устройств автоматики.
Теоретической основой построения электронных цифровых устройств, предназначенных для обработки цифровой информации, являет-ся область математики, называемая алгеброй логики (булевой алгеброй).
В отличие от обычной алгебры в алгебре логики логическая переменная X может принимать только два значения – логического нуля 0 и логической единицы 1. Логические операции над логической переменной X (или X1, X2, X3, …) описываются логической функцией Y(X) [или Y(X1, X2, X3, …)], устанавливающей соответствие между X (или X1, X2, X3, …) и значениями Y, и записываются в виде таблицы истинности.
Логическая переменная X представляется на входе логического элемента напряжением сигнала, принимающим два значения: низкого или высокого уровня (например, 0 или +5 В). Чаще применяют положительную логику, при которой за логическую 1 принят высокий уровень, а за логический 0 – низкий (при отрицательной логике наоборот).
Основой для построения узлов импульсной и цифровой техники служат полупроводниковые ключевые схемы. Ключевая схема (ключ) позволяет подключать нагрузку к источнику или отключать ее и, таким образом, коммутировать ток в нагрузке.
В качестве электронных ключей в логических элементах, как правило, применяют транзисторы. Одним из широко распространенных видов построения электронных схем является так называемая транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ). Электронная схема таких логических элементов состоит из биполярных транзисторов, работающих в ключевом режиме.
Для построения логических устройств любой сложности достаточно иметь три типа элементарных логических элементов, выполняющих операции: логическое отрицание (логическое НЕ), логическое сложение (логическое ИЛИ) и логическое умножение (логическое И).
Логический элемент НЕ (инвертор) реализует логическую функцию: F =`x. Условное обозначение схемы НЕ изображено ниже
Элемент ИЛИ (дизъюнктор) на два входа реализует логическую функцию: F = x1 + x2 или F = x1 Ú x2 . Обозначение схемы ИЛИ показано ниже
Элемент И (конъюнктор) на два входа реализует логическую функцию: F = x1x2 или F = x1 Ù x2 .Условное обозначение схемы И приведено ниже
 |
Из простых элементов можно составить сколь угодно сложные логические устройства, например, счетчики импульсов, регистры, сумматоры, блоки памяти и т. п.
На практике применяют комбинированные элементы, реализующие две логические операции. К ним относится, например, элемент:
И-НЕ (штрих Шеффера), реализующий функцию F = x1x2 изображен нижеТакие элементы называются функционально полными, так как позволяют реализовать любую логическую функцию.
Предлагаемая для выполнения лабораторная работа направлена на изучение логических операций на примере работы двухвходовой схемы 2И-НЕ и приобретение навыков реализации с помощью этого логического элемента схем, выполняющих три элементарные операции: логическое сложение, логическое умножение, логическое отрицание.
Основные элементы лабораторной установки
Лабораторная установка, изображенная на рис. 1, включает в себя макет с логическими схемами 2И-НЕ (микросхема 155ЛАЗ - четыре элемента 2И-НЕ), обозначенные на макете D1.1, D1.2, D1.3, D1.4, стенд ЛРС, на котором размещается оборудование: источник питания, вольтметр универсальный В7-26.
Рис. 1. Двухвходовой логический элемент 2И-НЕ
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с электрической схемой, приборами и элементами лабораторного макета и стенда ЛРС. Ответить на контрольные вопросы и расписаться в журнале по технике безопасности. Получить разрешение на выполнение лабораторной работы.
2. Убедиться, что все тумблеры стенда и макета находятся в положении "ВЫКЛ" (положение тумблера вниз).
3. Подключить лабораторный макет к разъему, который нахо-дится на боковой панели стенда ЛРС.
4. Включая тумблер на лабораторном макете, подать питание на логические схемы.
5. Проверить логическое состояние ячейки "2И-НЕ" (рис. 1), для этого подключить входы 1 (X1.1) и 2 (X1.2) схемы D1.1 к двум клеммам "Логический нуль" и "Логическая единица" (на макете обозначенные "О" и "1" согласно табл. 1) и фиксировать логическое состояние выхода схемы (У1) при различных комбинациях входных сигналов. Логическое состояние определяется с помощью светодиодов, подключенных на выходе схемы. Горящий светодиод соответствует состоянию "логическая единица", погашенный - "логический нуль". Результаты эксперимента занести в табл. 1.
Таблица 1
| Х1.1 | Х1.2 | Y1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 |
6. Отключить провода от входов и выходов схемы D1.1. Отключить тумблер "ВКЛ" лабораторного макета.