3644 ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И СВЯЗИ

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

Лабораторная установка и измерительные приборы питаются от сети 220 В и представляют опасность в отношении поражения электрическим током, поэтому неаккуратность, невнимательность, недостаточное знакомство с приборами, электрическими схемами и правилами безопасности работ могут повлечь за собой несчастный случай.

Для предупреждения несчастных случаев и пожаров необходимо изучить и строго соблюдать правила техники безопасности, производственной санитарии и пожарной профилактики.

  1. Перед началом работ в лаборатории получите у руководителя инструктаж по технике безопасности, обращая при этом внимание на возможные опасности в порученной работе, меры их устранения, защитные средства, приборы включения и выключения и на правила и приемы оказания первой помощи.
  2. Прежде чем приступать к работе, внимательно ознакомьтесь с правилами безопасности работ с лабораторным оборудованием.
  3. Не нарушайте правила безопасности работ и внутреннего распорядка и останавливайте нарушающих эти правила.
  4. Не загромождайте свое рабочее место. Загроможденность и захламленность рабочего места могут явиться причиной несчастного случая.
  5. При работе в лаборатории выполняйте только ту работу, которая Вам поручена. Категорически воспрещается производить другую работу.
  6. Не заходите без разрешения в лабораторию, в которой работает не Ваша группа.
  7. Во время выполнения лабораторной работы не ходите без дела по лаборатории, так как этим Вы отвлекаете внимание товарищей и оставляете без внимания свое рабочее место, что может повлечь за собой несчастный случай.
  8. Неаккуратное обращение с огнем и курение в запрещенных местах могут явиться причиной пожара.
  9. Тщательно следите за исправностью изоляции проводов и оборудования. Прикосновение к корпусам электрооборудования и проводам  безопасно при их исправной изоляции.
  10. Строго запрещается:

а) включать силовые и осветительные рубильники без разрешения руководителя;

б) включать схему под напряжение без предварительной проверки и разрешения руководителя;

в) оставлять без наблюдения схему, находящуюся под напряжением.

11. В случае аварии на рабочем месте, порчи приборов, перегорании предохранителей и т.п. Вы обязаны немедленно выключить напряжение, питающее данную схему, и сообщить о происшествии преподавателю или лаборанту.

  1. Бережно относитесь к приборам и лабораторному оборудованию.
  2. Не разрешается вешать сумки, пальто, головные уборы, одежду и прочие предметы  на лабораторное оборудование, а также находиться в лаборатории в верхней одежде.
  3. Если с Вашим товарищем произошел несчастный случай, немедленно окажите ему первую помощь и сообщите об этом преподавателю или лаборанту.
  4. По окончании работы приведите в порядок свое рабочее место и заявите преподавателю или лаборанту об окончании работы. Только после разрешения Вы можете оставить лабораторию.

Виновные в нарушении настоящих правил привлекаются к ответственности в соответствии с трудовым законодательством и правилами внутреннего распорядка.

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

Лабораторные работы по курсу «ОРЭ и С» выполняются на универсальной лабораторной установке фронтальным методом после изучения соответствующих разделов лекционного курса. Работы, каждая продолжительностью четыре академических часа, выполняются бригадным методом. Каждой бригаде выдается общее задание на предварительный расчет и эксперимент.

Лабораторная работа включает предварительную (домашнюю) подготовку и экспериментальную работу в лаборатории. Домашняя подготовка предусматривает изучение теоретического материала по теме работы, выполнение предварительных расчетов и графических построений. Занятие в лаборатории состоит из следующих этапов:

- проверка преподавателем подготовленности студента к выполнению лабораторной работы;

- выполнение эксперимента;

- обработка результатов эксперимента (построение графиков, вычисление заданных параметров, сравнение результатов расчета и эксперимента);

- проверка результатов эксперимента преподавателем;

- защита предыдущей работы.

Каждый студент оформляет персональный отчет по выполненной лабораторной работе. Отчеты по всем лабораторным работам помещаются в отдельной тетради, которая после окончания цикла лабораторных работ сдается на кафедру.

Отчеты о лабораторных работах должны быть оформлены в соответствии с требованиями ЕСКД, графическая часть отчета должна быть оформлена аккуратно, с указанием масштабов и сопровождаться соответствующими подписями.

Защита лабораторной работы проводится каждым студентом индивидуально по материалам отчета.  Подготовку к защите рекомендуется проверить ответами на контрольные вопросы, которые приведены в каждой работе.

 

 

Лабораторная работа № 1

 

ИЗУЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

И ОСНОВНЫХ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

 

Цель работы

Ознакомление с лабораторной установкой, изучение радиоизмерительных приборов основных радиотехнических измерений.

 

Оборудование рабочего места

 

Лабораторная установка состоит из базового блока, сменного блока, который позволяет выполнить требуемую работу, и комплекта радиоизмерительных приборов: милливольтметра В3-38, генератора звуковых и ультразвуковых частот Г3-33, генератора высоких частот Г4-18А и осциллографа С1-65. Кроме того, часть измерительных устройств смонтирована внутри лабораторной установки.

 

Описание лабораторной установки

 

В базовом блоке (рис.1) размещены источники нерегулируемого стабилизированного напряжения 12,6 В и 6,3 В, микроамперметр и усилитель-формирователь импульсного напряжения. Микроамперметр используется в вольтметре постоянного напряжения. Причем пределы измерения постоянного напряжения указаны на передней панели базового блока либо приведены в описании соответствующей лабораторной работы. Микроамперметр используется также в качестве стрелочного индикатора в измерительных схемах сменных блоков.

С помощью усилителя-формирователя при подаче на вход (гнезда Г1, Г2) гармонических колебаний можно получить последовательности прямоугольных видеоимпульсов  со скважностью около двух и фронтами не меньше 0,1 мкс.  Гнезда для подключения измерительных генераторов располагаются на левой боковой панели базового блока – гнезда Г1 и Г2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Общий вид базового блока лабораторной установки

 

Гнезда, подключаемые к различным узлам исследуемых схем и к которым подключаются регистрирующие измерительные приборы (вольтметры, осциллограф), располагаются на правой боковой панели базового блока – гнезда Г3, Г4, Г5. Гнезда, расположенные на боковых панелях базового блока, на рис.1 не показаны.

Лабораторная установка рассчитана на подключение к электрической сети с напряжением 220 В с помощью тумблера на передней панели базового блока, при этом загорается индикаторная лампочка. На верхней панели каждого сменного блока изображается упрощенная принципиальная или структурная схема  исследуемого устройства и располагаются различные ручки регуляторов, переключатели и тумблеры.

Краткие сведения об измерительных приборах

 

В лаборатории  используются электронные вольтметры – милливольтметры В3-38, измерительные генераторы звуковых и ультразвуковых частот Г3-33 и высоких частот Г4-18А, электронные осциллографы С1-65.

На рис. 2 показана типичная структурная схема электронного вольтметра переменного тока. В детекторе осуществляется преобразование переменного входного напряжения с амплитудой Um в  постоянное напряжение U0=Um, которое обычно увеличивается усилителем постоянного тока (УПТ), а затем подается на стрелочный индикатор. Преобразование переменного напряжения в постоянное обеспечивает независимость показаний стрелочного индикатора от частоты, поэтому диапазон частот электронных вольтметров очень широк – от единиц Гц до сотен МГц. В схему милливольтметра перед детектором  для повышения чувствительности вводят в схему дополнительный  усилитель переменного напряжения, который, однако, сужает частотный диапазон и вносит добавочную погрешность в измерение напряжений.

 

 

Рис. 2. Структурная схема электронного вольтметра

 

На рис. 3 показана структурная схема измерительного генератора, которая является типичной как для измерительных генераторов гармонических колебаний звуковых и ультразвуковых частот, работающих в диапазоне от 20 Гц до 200 кГц, так и для генераторов высоких частот, работающих в диапазоне от 100 кГц до 30 МГц. В задающем генераторе возбуждаются гармонические колебания, частота и амплитуда которых может регулироваться. Синусоидальность формы колебаний на выходе генераторов обеспечивается за счет частотно-избирательных свойств RC  –  фильтров в генераторах звуковых и ультразвуковых частот и LC– систем колебательного типа – в высокочастотных генераторах. Регулировка частоты плавно и ступенями достигается путем изменения параметров RC– или LC – цепей, а регулировка амплитуды – с помощью специального потенциометра (плавно) или ступенчатого регулятора – аттенюатора, представляющего собой делитель на сопротивлениях, у которого входное и выходное сопротивления остаются неизменными при изменении величины коэффициента деления (ослабления).

 

 

Рис. 3. Структурная схема измерительного генератора

 

На рис. 4 показана упрощенная структурная схема электронного осциллографа, служащего для визуального наблюдения электрических колебаний и измерения их параметров. Индикатором осциллографа является электронно-лучевая трубка, на экране которой получается изображение исследуемого сигнала, формируемое путем одновременной подачи на пластины горизонтального отклонения пилообразного напряжения развертки, благодаря чему луч перемещается слева направо, и подачи исследуемого напряжения на вертикально отклоняющие пластины, которое вызывает отклонение луча по вертикали.

 

Рис. 4. Структурная схема осциллографа

 

Масштаб изображения по вертикали устанавливается изменением коэффициента передачи канала вертикального отклонения (Y–  канала), который при больших сигналах регулируется скачкообразно изменением  коэффициента передачи делителя, а при малых сигналах – плавно изменением коэффициента передачи усилителя Y–канала независимо от частоты входного сигнала. В канале горизонтального отклонения (X– канале) основными элементами являются генератор развертки и устройство синхронизации, предназначенное для получения четкого неподвижного изображения на экране осциллографа, которое обеспечивается при кратности отношений Fсигн/Fразв=Tразв/Tсигн целому числу (1, 2, 3, 4,…).

В отсутствии синхронизации изображение сигнала начинает «плыть» на экране или кажется размазанным (рис. 5). Выбор величины отношения Tразв/Tсигн определяет масштаб изображения по горизонтали, при его увеличении число периодов сигнала на экране увеличивается.

Домашнее задание

 

  1. Ознакомиться с описанием лабораторной установки.
  2. Изучить принцип работы измерительных приборов, находящихся на рабочем месте.

 

 

Рис. 5. Изображение колебания на экране осциллографа

а – при наличии синхронизации, б – при отсутствии синхронизации

 

Лабораторное задание

 

  1. Установить на выходе низкочастотного генератора Г3-33, используя его измерительный прибор и регуляторы плавной и ступенчатой регулировки выходного напряжения, напряжение с действующим значением Uнч=(0.5+0.3К) В и частотой F=(400+500К) Гц (К – номер бригады). Измерить милливольтметром В3-38 заданное напряжение на выходе низкочастотного генератора и сравнить полученное значение выходного напряжения с заданным.
  2. Пронаблюдать полученное в п.1 низкочастотное напряжение на экране осциллографа С1-65 и с помощью осциллографа измерить амплитуду и период этого напряжения. Рассчитать частоту колебания. Сравнить полученные результаты с заданными. Зарисовать осциллограмму колебания с указанием масштаба по осям.
  3. Установить на выходе высокочастотного генератора Г4-18А напряжение с действующим значением Uвч=(0.3+0.05К) В и частотой fн=(110+5К)  кГц (К – номер бригады). Измерить милливольтметром В3-38 заданное напряжение на выходе высокочастотного генератора и сравнить полученное значение выходного напряжения с заданным.
  4. Пронаблюдать полученное в п.1 высокочастотное напряжение на экране осциллографа С1-65 и с помощью осциллографа измерить амплитуду и период этого напряжения. Рассчитать частоту колебания. Сравнить полученные результаты с заданными. Зарисовать осциллограмму колебания с указанием масштаба по осям.
  5. Подать полученные в п. 1 и п. 3 колебания с низкочастотного и высокочастотного генераторов на гнезда Г1 и Г2 соответственно и, подключив осциллограф С1-65 к гнезду Г4, пронаблюдать сумму двух гармонических колебаний. Зарисовать полученную осциллограмму с указанием масштаба по осям. Измерить по осциллограмме значения амплитуд низкочастотного и высокочастотного колебаний.
  6. Установить частоту F=fн-5кГц и Uнч=Uвч. Пронаблюдать биения двух гармонических колебаний близких частот. Обратить внимание на изменение формы колебания по сравнению с колебанием по п. 5. Зарисовать осциллограмму колебания с указанием масштаба по осям.
  7. Установить на выходе высокочастотного генератора Г4-18А амплитудно-модулированное колебание с частотой несущей fн (по п. 3), модулирующей частотой F (по п. 1) и глубиной модуляции М=(0.2+0.05К) (К-номер бригады). Для этого в режиме внешней модуляции высокочастотного генератора на гнезда «Внеш.мод.» и «^» подается низкочастотное напряжение заданной частоты  F с действующим значением на выходе низкочастотного генератора Г3-33 не менее 30 В. Коэффициент глубины модуляции М устанавливается с помощью плавного регулятора выходного напряжения низкочастотного генератора «Рег. выхода».
  8. Пронаблюдать полученное в п. 7 АМ-колебание на экране осциллографа, добиваясь получения  2 – 3  периодов огибающей АМ-колебания, и зарисовать осциллограмму колебания с указанием масштаба по осям. Определить по осциллограмме значение коэффициента глубины модуляции М на основе соотношения М=(А-В)/(А+В), где А и В - соответственно максимальный и минимальный размеры изображения АМ-колебания по вертикали, и сравнить полученное значение с заданным.
  9. С помощью усилителя-формирователя базового блока лабораторной установки получить периодическую последовательность прямоугольных импульсов. Для этого к гнездам  Г1 базового блока  подать напряжение от низкочастотного генератора с действующим значением Uнч и частотой F, указанными в п. 1 задания. Зарисовать осциллограмму полученного колебания на  гнездах Г3 и измерить амплитуду, длительность и период повторения импульсов.
  10. Меняя частоту низкочастотного генератора и контролируя длительность импульса с помощью осциллографа, установить длительность импульса t=(200+25К) мкс (К-номер бригады). Отсчитать частоту колебаний низкочастотного генератора.
  11. Измерить чувствительность  усилителя вертикального отклонения осциллографа С1-65 (выполняется по указанию преподавателя). Для этого в режиме “Калибровка” ручку «V/см» поставить в крайнее правое положение и подать на вход «Y» напряжение от низкочастотного генератора Г3-33 с частотой 100 кГц. Регулируя выходное напряжение генератора Г3-33, добиться чтобы вертикальный размер изображения был равен 3-4 см. Рассчитать масштаб изображения, который и определяет чувствительность в мВ/см усилителя вертикального отклонения.
  12. Предъявить полученные результаты преподавателю и после их утверждения выключить приборы и привести в порядок рабочее место.



 
Энергия это стабилизаторы разработанные. кривой напряжения и токов