Ф И З И Ч Е С К И Й   Ф А К У Л Ь Т Е Т   М Г У   и м е н и   М . В . Л О М О Н О С О В А

Кафедра фотоники и физики микроволн

Заглавная страница
Новости
История кафедры
Лаборатории
Сотрудники
Спецкурсы
Спецпрактикум
Студентам
младших курсов
Аспирантам
Практикум по радиоэлектронике
Школа-семинар по волновым явлениям
Фотоальбом
Полезные ссылки
English

Практикум по радиоэлектронике физического факультета МГУ

Общефакультетский практикум по радиоэлектронике выполняется всеми студентами физического факультета в 5-ом семестре. На простых примерах практикум знакомит студентов с принципами работы, расчета и измерения характеристик ряда основных типов радиосхем (усилителей, генераторов, логических элементов, счетчиков импульсов и других). Практикум ориентирован на студентов, не имеющих практической подготовки в области радиотехники.

Описания лабораторных работ приведены в учебном пособии "Практикум по радиоэлектронике" (изд. МГУ, 1997 г., авторы Трофименко И.Т., Лебедева Е.В., Седлецкая Н.С. под ред. А.П. Сухорукова). Кроме того, для работы непосредственно в практикуме используются краткие пособия (отпечатанные в ООП факультета), в которых изложены задания и порядок выполнения обязательных лабораторных работ.

В полном пособии приведены также описания ряда лабораторных работ, носящих факультативный характер и рассчитанных на более подготовленных студентов (№4 - "Компаратор", №10 - "ЦАП", №11 - "Характериограф", №12 - "Цифровой фазометр", №13 - "Знаковый коррелятор").

В Приложении в Пособии даны краткие описания измерительных приборов, использующихся в практикуме.

В процессе выполнения лабораторных работ студент на практике знакомится и с работой измерительных приборов - осциллографа, генератора гармонических сигналов, генератора импульсов, универсального цифрового вольтметра-омметра, измерителя емкостей, а также стабилизированного источника питания. В одном из помещений практикума в порядке эксперимента установлены приборы УНИПРО, которые совместно с компьютерами позволяют автоматизировать процесс получения экспериментальных данных.


Портал для студентов (учебные материалы, график работы, дистанционные работы):
http://distant.phys.msu.ru/course/index.php?categoryid=27.

Пособие по аналоговому разделу практикума (О.Ю. Волков, 2016 г.) (PDF 1.41MB)
Пособие по цифровому разделу практикума (О.Ю. Волков, 2016 г.) (PDF 1.56MB)

Пособие по аналоговому разделу практикума (О.Ю. Волков, 2013 г.) (PDF 476kB)
Пособие по цифровому разделу практикума (О.Ю. Волков, 2013 г.) (PDF 389kB)


ЗАДАЧИ ПРАКТИКУМА

Часть 1. Аналоговые схемы

Лабораторная работа 1
Простейшие линейные RC-цепи

Изучаются АЧХ и ФЧХ некоторых линейных RC-цепей - дифференцирующей и интегрирующей цепочек и цепи Вина. По заданным параметрам цепей (граничным или резонансным частотам) выбираются необходимые элементы, монтаж цепочек и измерение частотных характеристик. Проводится сравнение экспериментальных данных с расчетными кривыми на компьютере.

Изучается также изменение формы прямоугольных импульсов после прохождении через цепочки при различных соотношениях длительности и частоты следования импульсов и постоянных времени цепочек с помощью осциллографа.


Лабораторная работа 2
Усилитель низкой частоты на биполярном транзисторе

Изучается однокаскадный усилитель низкой частоты на биполярном транзисторе, выполненном по схеме с общим эмиттером. Конкретные параметры схемы рассчитываются по заданным параметрам усилителя - максимальной величине выходного сигнала, входному и выходному сопротивлениям (или коэффициенту усиления) и граничным частотам полосы пропускания. После монтажа схемы проверяется правильность установки режима по постоянному току, измеряются коэффициент усиления в центре полосы пропускания, величина входного сопротивления, а затем измеряется АЧХ во всей полосе пропускания. Полученные экспериментальные данные сопоставляются с расчетными кривыми на компьютере.


Лабораторная работа 3
Операционный усилитель

Изучается усилитель низкой частоты с заданной формой АЧХ на основе операционного усилителя с частотно-зависимой цепью отрицательной обратной связи ("активного фильтра"). Типовое задание включает измерение частоты единичного усиления конкретной микросхемы, расчет параметров схемы для заданной формы АЧХ (предлагается один из 8 вариантов), монтаж схемы на учебной печатной плате и измерение АЧХ. Полученные экспериментальные данные сопоставляются с расчетными кривыми ("идеальной" и "реальной") на компьютере. Схема собирается на печатной плате, где размещены микросхема и вспомогательные элементы.


Лабораторная работа 5
RC-генератор с цепью Вина

Изучается работа RC-генератора гармонических колебаний на основе операционного усилителя, в цепи положительной обратной связи которого используется цепь Вина. Типовое задание включает значение частоты генерации, расчет элементов схемы, подбор режима генерации, измерение частоты генерации и снятие сквозных АЧХ и ФЧХ схемы. Полученные экспериментальные данные сопоставляются с расчетными кривыми на компьютере. Схема собирается на печатной плате, используемой в предыдущей работе.

Часть 2. Цифровые схемы

Лабораторная работа 6
Логические элементы

Изучаются характеристики универсального логического элемента "2И-НЕ" (передаточная функция, время переключения и др.) на основе микросхемы К155ЛА3. Практическая часть включает проверку исправности всех элементов микросхемы, что одновременно является проверкой логической функции, выполняемой логическим элементом (ЛЭ), снятие передаточной характеристики в статическом режиме и определение порога переключения ЛЭ, определение максимально допустимой величины сопротивления, шунтирующего вход элемента, и измерение среднего времени задержки переключения ЛЭ. В качестве одного из упражнений предлагается также конструирование элементов с другими логическими функциями на основе универсального ЛЭ "2И-НЕ". Схемы собираются на печатной плате с установленной микросхемой К155ЛА3.


Лабораторная работа 7
Триггеры

Теоретически и зкспериментально изучается работа триггеров различных типов (асинхронный и синхронный RS-триггеры, D-триггер, счетный триггер), построенных из элементов "2И-НЕ", а также универсального триггера JKRS-типа на примере микросхемы К155ТВ1. Кроме того, в лабораторную работу включены две схемы, которые формально можно отнести к триггерам - автоколебательный и ждущий мультивибраторы, выполненные также из элементов "2И-НЕ". Схемы собираются на печатной плате с установленной микросхемой К155ЛА3.


Лабораторная работа 8
Счетчики и регистры

Изучается работа счетчиков импульсов различного вида, выполненных на микросхемах К155ТВ1: четырехразрядный двоичный асинхронный счетчик, счетчики с заданным коэффициентом пересчета, выполненным по схемам с естественным порядком счета и с "произвольным" порядком счета. На основе двоичного счетчика и простейшего ЦАП строится генератор ступенчатого напряжения. Кроме того, в работу включено изучение регистров сдвига на основе универсальных триггеров типа ТВ1 и микросхем К155ИР1 - четырехразрядных регистров, выполненных на RS-триггерах. Схемы собираются на печатных платах с установленными микросхемами указанных типов.


Лабораторная работа 9
Формирователи кода

Лабораторная работа демонстрирует возможности построения более сложных схем на основе кольцевых сдвигающих регистров - распределителя импульсов, формирователей кодов Баркера и М-последовательностей, а также формирователя случайных чисел на основе М-последовательности с дополнительным ЦАП. Схемы собираются на печатной плате с двумя микросхемами типа ИР1 (сдвигающие регистры), микросхемами ЛН1 (набор элементов "НЕ"), ЛР3 (схема трехступенчатой логики "И-ИЛИ-НЕ") и ЛП5 (сборка элементов "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ").