Читать онлайн «Общая электротехника и электроника. Часть 2 – Общая электроника»

Д. В. Озёркин ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ЧАСТЬ 2 – ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОНИКА Компьютерный лабораторный практикум для студентов спе- циальностей 210201 «Проектирование и технология радио- электронных средств» и 160905 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования» ТОМСК 2012  Министерство образования и науки Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) ВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой КИПР ______________В. Н. ТАТАРИНОВ “___” ___________20___ г. Д. В. Озёркин ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ЧАСТЬ 2 – ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОНИКА Компьютерный лабораторный практикум для студентов спе- циальностей 210201 «Проектирование и технология радио- электронных средств» и 160905 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования» 2012  2 Рецензент: профессор, д. ф. -м. н. Кузнецов Г. В. Технический редактор: доцент кафедры КИПР ТУСУР, к. т. н. Кореньков О. С. Озёркин Д. В. Общая электротехника и электроника. Часть 2 – Общая электроника. Компь- ютерный лабораторный практикум для студентов специальностей 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» и 160905 «Техни- ческая эксплуатация транспортного радиооборудования». Томск: Томский государственный университет систем управления и радио- электроники, 2012. - 160 с. В настоящем компьютерном лабораторном практикуме по дисциплине «Общая электротехника и электроника. Часть 2 – Общая электроника» основ- ным «инструментом» для выполнения лабораторных работ выступает про- грамма схемотехнического моделирования MicroCAP фирмы Spectrum Soft- ware. При составлении лабораторного практикума использовалась седьмая версия программы. Озёркин Д. В. 2012 Кафедра КИПР Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2012  3 СОДЕРЖАНИЕ Назначение компьютерного лабораторного практикума ... ... ... ... ... . . 5 Особенности компьютерного лабораторного практикума ... ... ... ... ... 7 Сведения для студентов, обучающихся с применением дистанционных технологий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10 Общие методические рекомендации по выполнению лабораторного практикума ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12 Демонстрация основных возможностей MicroCAP 7 ... ... ... ... ... ... ... . 14 1 Лабораторная работа №1 – Исследование характеристик полупроводникового диода ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 36 1. 1 Цель работы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36 1. 2 Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 36 1. 3 Теоретические сведения о работе полупроводниковых диодов ... ... ... ... . . 36 1. 4 Пример исследования нестандартной вольт-амперной характеристики полупроводникового диода ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 42 1. 5 Лабораторное задание ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47 1. 6 Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 48 1. 7 Варианты заданий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 49 2 Лабораторная работа №2 – Измерение h-параметров биполярного транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 50 2. 1 Цель работы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50 2. 2 Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 50 2. 3 Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером ... ... ... . 50 2. 4 Система h-параметров ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 56 2. 5 Пример построения линий максимально допустимой мощности на выходных характеристиках транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 60 2. 6 Лабораторное задание ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 63 2. 7 Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 65 2. 8 Варианты задания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 66 3 Лабораторная работа №3 – Измерение предельной частоты биполярного транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 67 3. 1 Цель работы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67 3. 2 Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 67 3. 3 Динамические свойства транзисторов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 67 3. 4 Пример измерения предельной частоты биполярного транзистора ... ... . 75 3. 5 Лабораторное задание ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 80 3. 6 Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 82 3. 7 Варианты задания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 83 4 Лабораторная работа №4 – Усилительные свойства биполярного транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 84 4. 1 Цель работы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 84 4. 2 Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 84 4. 3 Усилительные свойства транзистора... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 84  4 4. 4 Пример расчета усилительного каскада ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 95 4. 5 Лабораторное задание ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 103 4. 6 Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 103 4. 7 Варианты задания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 104 5 Лабораторная работа №5 – Исследование линии передачи с потерями ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 105 5. 1 Цель работы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 105 5. 2 Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 105 5. 3 Линии передачи с потерями в стационарном режиме ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 105 5. 4 Пример анализа линии передачи с потерями ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 113 5. 5 Лабораторное задание ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 122 5. 6 Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 122 5. 7 Варианты заданий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 123 6 Лабораторная работа №6 – Исследование линии передачи без потерь ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 125 6. 1 Цель работы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 125 6. 2 Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 125 6. 3 Линии передачи без потерь в стационарном режиме ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 125 6. 4 Пример анализа линии передачи без потерь ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 132 6. 5 Лабораторное задание ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 140 6. 6 Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 140 6. 7 Варианты заданий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 141 Список литературы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 143 Приложение 1 – Справочные сведения о программе схемотехнического моделирования MicroCAP... ... ... ... ... ... ... ... ... . 144 Приложение 2 – Некоторые шаблоны целевых функций, встроенные в программу MicroCAP ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 151 Приложение 3 – Пример оформления отчета по лабораторной работе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 152 Приложение 4 – Соответствие условных графических обозначений некоторых ЭРЭ в России и за рубежом ... ... ... ... ... . 156 Приложение 5 – Некоторые сообщения об ошибках, выдаваемые программой MicroCAP ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 158  5 НАЗНАЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА В настоящее время существует большое количество изданных в ТУ- СУРе компьютерных лабораторных практикумов по различным дисциплинам для студентов дистанционной формы обучения.