Кафедра фотоники и физики микроволн

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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").