К выполнению контрольной работы № 2

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторная работа № 9

Измерение амплитуды и частоты исследуемого напряжения с помощью электронного осциллографа.

Литература: Л-7, § 7.1-7.9; Л-8, § 9.1-9.5, 11.1-11.3.

Вопросы для самопроверки

1. Область применения и схема принципиальная симметричного мультивибратора.

2. Объясните принцип действия статического триггера.

3. Начертите структурную схему электронного осциллографа и поясните назначение его узлов.

4. Объясните, как в электронно-лучевой трубке производится отклонение и фокуси­ровка электронного луча.

Тема 7. Интегральные схемы микроэлектроники

Понятие о гибридных, тонкоплёночных, полупроводниковых интегральных микро­схемах. Пассивные и активные элементы, входящие в микросхему. Соединение элементов и оформление микросхем.

Литература: Л-7, § 9.1-9.7; Л-8, § 3.1-3.5.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется интегральной схемой микроэлектроники (ИМС)?

2. Что понимают под плёночными и гибридными микросхемами?

3. Какие пассивные и активные элементы входят в микросхему?

Тема 8. Микропроцессоры и микроЭВМ

Микропроцессоры и микроЭВМ, их место в структуре средств вычислительной тех­ники.

Структура микропроцессора, функции микропроцессора, вспомогательные элементы микропроцессора, устройство управления, стековая память.

Полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ), классификация ЗУ, основные качественные показатели.

Интерфейс в микропроцессорах и микроЭВМ: обмен информацией в микроЭВМ между микропроцессором, ЗУ и устройствами ввода-вывода, определение интерфейса и его функции.

Организация микроЭВМ на основе микропроцессоров.

Периферийное оборудование микроЭВМ, устройство ввода-вывода, системы отобра­жения информации, специализированные периферийные устройства.

Серийно выпускаемые микропроцессорные комплекты (МШС), микроЭВМ, программное обеспечение, примеры применения микропроцессорных систем.

Литература: Л-10 §1.1-1.6, 2.1-2.5, 3.1-3.3, 5.1-5.4.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите состав и назначение типичных функциональных блоков микропро­цессора.

2. Дайте определение назначению и принципу работы стековой памяти микропроцес­сора.

3. Принцип действия полупроводникового запоминающего устройства.

4. Объясните назначение и принцип действия интерфейса.

5. Из каких элементов состоит структурная схема микроЭВМ на основе микропро­цессоров.

Методические указания к решению задачи 1

Задача относится к расчёту выпрямителей переменного тока, собранных на полупро­водниковых диодах. При решении задачи следует помнить, что основными параметрами полупроводниковых диодов являются допустимый ток I_ДОП, на который рассчитан диод, и обратное напряжение U_ОБР, которое выдерживает диод без пробоя в непроводящий полупе­риод.

Обычно при составлении реальной схемы выпрямителя задаются значение мощности потребителя Р_d (Вт), получающего питание от данного выпрямителя, и выпрямленное напряжение U_d (В), при котором работает потребитель постоянного тока.

Сравнивая ток потребителя с допустимым током диода I_ДОП выбирают диоды для схем выпрямителя.

Напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод U_B, также зависит от схемы выпрямления.

Таким образом, условия выбора диодов для конкретных схем выпрямления имеют вид:

1. Для однополупериодной схемы

I_ДОП I_d; U_ОБР π · U · d (U_B = π · U · d)

2. Для двухполупериодной схемы со средней точкой трансформатора

I_ДОП I_d; U_ОБР (π / 2) · U · d

3. Для мостовой однофазной схемы

I_ДОП I_d / 2; U_ОБР (π / 2) · U · d

4. Для трёхфазного выпрямителя

I_ДОП I_d / 3; U_ОБР 2,1 · U · d

Таблица 4. Технические данные полупроводниковых диодов

Тип диода	IДОП, А	UОБР, В	Тип диода	IДОП, А	UОБР, В
Д7Г	0,3		Д231
Д205	0,4		Д231Б
Д207	0,1		Д232
Д209	0,1		Д232Б
Д210	0,1		Д233
Д211	0,1		Д233Б
Д214			Д234Б
Д214А			Д242
Д214Б			Д242А
Д215			Д242Б
Д215А			Д243
Д215Б			Д243А
Д217	0,1		Д243Б
Д218	0,1		Д244
Д221	0,4		Д244А
Д222	0,4		Д244Б
Д224			Д302
Д224А			Д303
Д224Б			Д304
Д226	0,3		Д305
Д226А	0,3		КД202А
КД202Н

Пример 1. Для питания постоянным током потребителя мощностью Р_d = 300 Вт при напряжении U_d = 20 В необходимо собрать схему однополупериодного выпрямителя, использовав имеющиеся стандартные диоды Д242А.

Решение

1. Выписываем из таблицы параметры диода Д242А:

I_ДОП = 10 А, U_ОБР = 100 В.

2. Определяем ток потребителя

I_d = Р_d / U_d = 300 / 20 = 15 А.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод

U_В = 3,14 · U_d = 3,14 · 20 = 63 В.

4. Проверяем диод параметрам I_ДОП и U_ОБР. Для данной схемы диод должен удовлетворять условиям

U_ОБР U_В; I_ДОП > I_d.

В данном случае второе условие не выполняется, т.к. 10 < 15 А, т.е. I_ДОП < I_d. Первое условие выполняется, так как 100 > 63 В.

5. Составляем схему выпрямителя. Чтобы выполнялось условие 1_ДОП >I_d,надо два диода соединить параллельно, тогда 1_ДОП = 2 · 10 = 20 А; 20 А > 15А.

Полная схема выпрямителя имеет вид

Рис. 4

Пример 2. Для питания постоянным током потребителя мощностью Р_d = 250 Вт при напряжении U_d = 100 В необходимо собрать схему двухполупериодного выпрямителя, использовав стандартные диоды типа Д243Б.

Решение

1. Выписываем из таблицы параметры диода Д234Б:

I_ДОП = 2 А, U_ОБР = 200 В.

2. Определяем ток потребителя:

I_d = Р_d / U_d = 250 / 100 = 2,5 А.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод

U_В = 3,14 · U_d = 3,14 · 100 = 314 В.

4. Проверяем диод по параметрам I_ДОП и U_ОБР. Для данной схемы диод должен удовлетворять условиям

U_ОБР > U_В; I_ДОП > I_d/2

В данном случае первое условие не выполняется, т.к. 200 < 314,т.е. U_ОБР < U_В Второе условие выполняется, так как I_d / 2 = 2,5 / 2 = 1,25 А; 1,25 А < 2А.

5. Составляем схему выпрямителя. Чтобы выполнялось условие U_ОБР > U_B, необходимо два диода соединить последовательно,тогда U_ОБР = 200 ·2 = 400 В; 400 А > 314 В.

Полная схема выпрямителя представлена на рис.5.

Рис. 5.

Пример 3. Составить схему мостового выпрямителя использовав один из трёх диодов: Д222, КД202Н, Д215Б. Мощность потребителя P_d = 300 Вт, напряжение потребителя U_d - 200 В.

Решение

1. Выписываем из таблицы параметры указанных диодов:

Д222: I_ДОП = 0,4 А, U_ОБР = 600 В

КД202Н: I_ДОП = 1 А, U_ОБР = 500 В

Д215Б: I_ДОП = 2 А, U_ОБР = 200 В.

2. Определяем ток потребителя:

I_d = Р_d / U_d = 300 / 200 = 1,5 А.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод для мостовой схемы выпрямителя:

U_В = 1,57 · U_d = 1,57 · 200 = 314 В.

4. Выбираем диод из условий:

I _ДОП >I_d / 2 = 1,5 / 2 = 0,75 А; U_ОБР > U_В = 314 В.

Этим условиям удовлетворяет диод КД202Н:

I _ДОП = 1,0 А > 0,75 А; U_ОБР = 500 B > 314 B.

Диод Д222 подходит по напряжению (600 В > 314 В), но не подходит по току (0,4 А < 0,75 А).

Диод Д215Бподходит по току (2 А > 0,75 А), но не подходит по напряжению (200 В < 314 В).

Составляем схему мостового выпрямителя (рис. 6). В этой схеие каждый из диодов имеет параметры диодов. КД202Р: I _ДОП = 1 А, U_ОБР = 500 B.

Пример 4. Для составления схемы трёхфазного выпрямителя на трёх диодах заданы диоды Д243. Выпрямитель должен питать выпрямитель с U_d =150 В Определить до­пустимую мощность потребителя и пояснить порядок составления схемы выпрямителя.

Решение

1. Выписываем из таблицы параметры диода Д243:

Д243: I_ДОП = 5 А, U_ОБР = 200 В.

2. Определяем допустимую мощность потребителя для трехфазного выпрямителя:

I _ДОП > 1/3I_d, т.е. Р_d = 3 · U_d · I _ДОП = 3 · 150 · 5 = 2250 Вт.

Следовательно, для данного выпрямителя Р_d ≤ 2250 Вт.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод:

U_В = 2,1 · U_d = 2,1 · 150 = 315 В.

4. Составляем схему выпрямителя:

Проверяем диод по условию U_ОБР > U_В. В данном случае это условие не выполняется, так как200 < 315 В. Чтобы условие выполнялось, необходимо в каждом плече два диода соединить последовательно, тогда U_ОБР = 200 · 2 = 400 В; 400 > 315 В

Полная схема приведена на рис. 7.

Рис. 7

Дата добавления: 2014-10-31