Układy elektroniczne II Laboratorium Cel ćwiczenia. Wyposażenie

Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Układy elektroniczne II
Laboratorium
Ćwiczenia 1-5
Cel ćwiczenia.
Zapoznanie się z wybranymi układami omawianymi podczas wykładu. Studenci mają za
zadanie zlutować uruchomić i przebadać poszczególne części odbiornika radiowego.
Wyposażenie stanowiska laboratoryjnego:
•
•
•
Oscyloskop cyfrowy DSO
Sądy oscyloskopowe,
Zestaw pomiarowy: generator funkcyjny, częstościomierz czasowy, multimetr
cyfrowy, zasilacz DC,
• Komplet przewodów i złączek do podłączenia generatora.
• Pudełko z narzędziami,
• Stacja lutownicza,
• Okulary ochronne
Każda grupa jest odpowiedzialna za powierzony jej sprzęt. Przed przystąpieniem do
wykonywania ćwiczenia proszę sprawdzić zawartość skrzynki narzędziowej oraz stan
pozostałego wyposażenia stanowiska. Wszystkie braki i uszkodzenia muszą być natychmiast
zgłoszone do prowadzącego. Po skończonych zajęciach należy uporządkować stanowisko
pracy i sprawdzić stan wyposażenia..
Uwaga! Wszystkie osoby przebywające w laboratorium zobowiązane są do
noszenia okularów ochronnych.
!
Uwaga! Grot lutownicy jest bardzo gorący. Prosimy zachować szczególną
ostrożność, aby nie poparzyć siebie lub kolegów.
Wszystkie pomiary podczas ćwiczeń są wykonywane za pomocą
oscyloskopu.
1
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Zasilacz stabilizowany +5V
D3a
D Schottky
L78M15ACDT
D1a
1
U1a
AC1
3
DC+
1
DCa
C1a
Cap Pol2
AC2
4
DC-
3
stab_a
GND
C2a
Cap
330nF
470uF
OUT
1
2
C3a
Cap
100nF
4
2
Con_DC_a
IN
D2a
LED0
D4a
Diode
Header 2
GNDa
Bridge
GNDa
GNDa
GNDa
GNDa
R1a
Res1
390
GNDa
GNDa
GNDa
Rys. 1
Schemat jednej sekcji zasilacza
4
1
1
1
2
2
1
4
1
1
3
2
1
10
1
92
2
8
3
71
4
62
5
2
3
2
2
1
1
2
2
1
1
2
1
Zasilacz 01
2
1
2
4
1
2
1
1
2
2
4
1
1
3
2
1
2
2
3
1
2
1
1
2
Rys. 2
1.
2.
3.
4.
5.
6.
obwód drukowany zasilacza
Zlutować obwód z rys.2.(lutujemy tylko jedną sekcję zasilacza)
Przylutować ok. 50 cm przewodu do wyprowadzeń Con_AC_LV.
Podłączyć przewody do zasilacza laboratoryjnego.
Ustawić napięcie zasilacza laboratoryjnego na 8,5V.
Sprawdzić napięcie wyjściowe zmontowanego zasilacza.
Przygotować przewód do podłączenia wzmacniacza mocy
2
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Wzmacniacz mocy
DC1
DC2
1
2
Vcc
Connector
1
2
Connector
GND
Vcc
C3
Cap Pol2
470uF
C2
Cap
100nF
GND
GND
GND
U1
Signal
Vcc
C1
1
2
2
1
Cap
3.3uF
Connector
GND
3
4
GND
1
2
7
3
6
4
US
Vcc
Speaker
8
5
8
1
2
7
Connector
6
GND
5
TDA7052
R1
Res1
10K
P1
RPot
10K
GND
Rys. 3
Rys. 4
Schemat wzmacniacza mocy
Wzmacniacz mocy widok płytki drukowanej
1. Zlutować obwód z rys. 3. Uwaga! W miejsce układu U1 przylutować podstawkę
DIP8.
2. Podłączyć generator do obwodu.
3. Ustawić na generatorze częstotliwość 1kHz generator Pomierzyć charakterystykę
przejściową oddzielnie dla wyjścia odwracającego (5) i nieodwracającego (8).
4. Wyznaczyć charakterystyki częstotliwościowe dla nieobciążonego wyjścia
wzmacniacza (obserwując różnicę napięć na wyjściach (5) i (6).
5. Powtórzyć punkty 3 i 4 dla 2 obciążeń rezystancyjnych (dostarczonych przez
prowadzącego) podłączonych do wyjścia układu
6. Podłączyć dołączyć obciążenie indukcyjne(słuchawki) do wyjścia wzmacniacza.
7. Powtórzyć punkty 3 i 4
8. Znaleźć zakres częstotliwości słyszanych przez każdego członka grupy.
3
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Przedwzmacniacz mikrofonowy
DC1
DC2
1
2
Vcc
1
2
Vcc
GND
VCC
GND
C8
C9
47uF
C2
GND
C5
470pF
470pF
R3
R5
10K
VCC
100nF
GND
10K
VCC
R1
C1
4.7uF
R2
2
1K
3
P1
10K
C4
U1B
LM358AN
7
8
2.7K
1
2
GND
U1A
LM358AN
1
8
Mic
6
Out
C7
5
4.7uF
GND
4.7uF
VCC
C6
C3
10K
100nF
47K
100nF
4
R6
4
R4
1
2
R7
GND
47K
R8
47K
GND
Rys. 5
1
1
2
2
Przedwzmacniacz schemat
1
1
2
2
1
2
3
1
2
1
2
2
1
1
1
8
2
7
3
6
4
5
1
2
1
2
1
1
1
2
2
1
2
2
2
1
1
1
1
2
2
1
2
2
1
1
2
1
2
2
Rys. 6
1
Przedwzmacniacz płytka drukowana
1. Zlutować obwód z rys. 5.
Uwaga!:
a. Nie lutować mikrofonu.
b. W miejsce C7 wlutować zworę.
c. W miejsce układu LM358 przylutować podstawkę.
2. W miejsce mikrofonu podłączyć generator
3. Dla częstotliwości generatora 1kHz wyznaczyć charakterystykę przejściową układu.
4. Wyznaczyć charakterystykę częstotliwościową układu.
4
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Korektor barwy (Equalizer)
GND
DC2
Connector
GND
Cap
1nF
C1
R2
Cap
47uF
C2
Connector
GND
9
8
U2
LA3600
8
7
7
5
9
10
10
12
13
4
4
13
14
3
3
2
2
14
15
Cap
1nF
15
16
16
1
1
2
1
C4 GND
Cap
3.3nF
C3
Cap
22uF
GND
In
R3
4.7K
1K
10K
1K
GND
GND
Connector
11
GND
1
2
R1
Res1
180
11
Connector
Out
C5
Vcc
6
1
2
6
Vcc
12
1
2
VCC
5
DC1
C11
Cap
33nF
C12
Cap
10nF
C13
Cap
3.3nF
C14
Cap
1nF
C15
Cap
330pF
C21
Cap
680nF
C22
Cap
220nF
C23
Cap
68nF
C24
Cap
22nF
C25
Cap
10nF
P1
RPot
100K
P2
RPot
100K
P3
RPot
100K
P4
RPot
100K
P5
RPot
100K
Rys. 1 Korektor barwy schemat ideowy
2
2
1
1
1
1
2
1
1
2
1
1
1
1
2
2
16
15
14
13
12
11
10
9
1
2
3
4
5
6
7
8
2
1
1
2
2
1
2
2
2
1
1
1
2
2
1
2
2
1
1
1
3
2
2
1
1
2
1
3
Rys. 7
2
2
1
1
2
1
3
2
1
1
2
2
1
1
3
2
1
3
2
Płytka drukowana korektora barwy
5
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
5. Zlutować obwód z rys. 5.
Uwaga!:
d. Nie lutować rezystora R9.
e. Przylutować zworę Z1.
f. W miejsce układu LA3600 przylutować podstawkę.
6. Przylutować kabel do podłączenia generatora (wyprowadzenie sygnałowe do punktu
S2, wyprowadzenie masy do dowolnego punktu masowego układu).
7. Podłączyć generator do układu.
8. Podłączyć sondę oscyloskopu do punktów S1 i S2
9. Ustawić wszystkie potencjometry w środkowym położeniu.
10. Dla częstotliwości generatora 1kHz wyznaczyć charakterystykę przejściową korektora
barwy.
11. Wyznaczyć charakterystykę częstotliwościową korektora.
12. Ustawić wszystkie potencjometry w skrajnie lewym położeniu.
13. Wyznaczyć charakterystykę częstotliwościową korektora.
14. Ustawić wszystkie potencjometry w skrajnie prawym położeniu.
15. Wyznaczyć charakterystykę częstotliwościową korektora.
16. Dla każdego z filtrów znaleźć częstotliwość środka pasma przenoszenia.
Odbiornik FM
DC1
DC2
1
2
Vcc
Connector
1
2
Vcc
Connector
GND
VCC
GND
C20
C19
100nF
C23
S2
VCC
GND
VCC
GND
Out
47uF
GND
Cap
1nF
1
2
Connector
R2
GND
C21
47uF
C22
100nF
GND
GND
GND
S2
10K
C2
R3
2.2nF
22K
U1
1
C5
100nF
VCC
2
1
18
18 C16
220pF
VCC
2
17
17 C15
330pF
VCC
3
16
4
15
5
14
6
13
7
12
8
11
VCC
P1
100K
R1
2.2K
C6
22nF
3
C7
10nF
4
16
GND
C13
220pF C4
10pF
GND
Ant
GND
C3
D1
L1
VCC
15 C14
100nF
VCC
2.2nF
40nH
GND
C1
100nF
5
C17
47pF
14
L2
VCC
6
BB105G
7
C8
8
220pF
VCC
C9
3.3nF
9
9
Rys. 8
10
13
60nH
12 C12
150pF
VCC
11
C11
3.3nF
C18
39pF
VCC
10 C10
330pF
Układ radiowy FM
1. Zlutować obwód z rys. 6.
a. Cewkę L2 nawinąć 5 zwojów drutu miedzianego na wiertło 5 mm
b. Cewkę L1 nawinąć 3 zwojów drutu miedzianego na wiertło 5 mm
c. Przylutować kilkadziesiąt cm przewodu jako antenę.
2. Ustawić potencjometr P1 w ustawieniu środkowym.
3. Delikatnie rozgiąć cewkę L1 tak, aby odebrać dowolną stację radiową.
4. Wyznaczyć punkt pracy diody D1.
6
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
5. Zaobserwować sygnał częstotliwości pośredniej odbiornika (wyprowadzenie 12)
2
2
1
1
1
2
1
1
2
1
2
3
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
2
3
2
2
1
1
18
1
2
2
17
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
2
1
1
2
3
16
1
2
4
15
1
2
5
14
6
13
7
12
1
2
1
2
1
1
1
2
1
2
8
11
1
2
1
2
9
10
1
2
Rys. 9
1
2
1
2
2
1
Układ radiowy FM
7
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Wzmacniacz szerokopasmowy
VCC
VCC
RB1
Res1
200k
RC
Res1
5k
Vc
Cout
Vout
VCC
Vs
RS
Cin
Vin
Res1
Vs
50
VPULSE
Initial Value: 0V
Pulsed Value: 5mV
Time Delay: 8us
GND Rise Time: 1n
Fall Time: 1n
Period: 16us
Pulse Width: 8us
Vb
Q1
2N2222A
Cap
1uF
RL
Res1
10k
Cap
1uF
RB2
Res1
16k
GND
AC Phase: 0
AC Magnitude: 1
GND
V1
VSRC
Value: 10V
GND
GND
DC Magnitude: 0
Phase: 0
Rys. 10
Wzmacniacz szerokopasmowy
1. W programie ®Altium Designer utworzyć schemat z rys. 10.
2. Za pomocą symulacji wyznaczyć punkt pracy (napięcie kolektora, prąd kolektora i
napięcie bazy), charakterystykę częstotliwościową (amplitudową i fazową) odpowiedz
impulsową ( czas analizy 40us sygnał Vs oraz Vout).
3. Za pomocą symulacji parametrycznej wyznaczyć punkty pracy, charakterystyki
częstotliwościowe, odpowiedzi impulsowe wzmacniacza dla:
a. Różnych punktów pracy (Rb2 = 14k,15k, 16k);
b. Różnych pojemności wejściowych (Cin = 0,5uF, 1uF, 1,5uF)
c. Różnych pojemności wyjściowych (Cout = 0,5uF, 1uF, 1,5uF)
d. Różnych rezystancji obciążenia(Rl = 5k, 10k, 15k)
4. Zmodyfikować schemat jak na rys 11.
VCC
VCC
RB1
Res1
200k
RC
Res1
5k
Vc
Cout
Vout
VCC
Vs
RS
Res1
Vs
50
VPULSE
Initial Value: 0V
Pulsed Value: 5mV
Time Delay: 8us
GND Rise Time: 1n
Fall Time: 1n
Period: 16us
Pulse Width: 8us
Cin
Vin
Vb
Q1
2N2222A
Cap
1uF
RB2
Res1
16k
GND
AC Phase: 0
AC Magnitude: 1
RE
Res1
50
Cap
1uF
RL
Res1
10k
GND
V1
VSRC
Value: 10V
GND
GND
DC Magnitude: 0
Phase: 0
Rys. 11
Wzmacniacz szerokopasmowy
5. Za pomocą symulacji parametrycznej wyznaczyć punkty pracy, charakterystyki
częstotliwościowe, odpowiedzi impulsowe wzmacniacza dla:
a. Różnych rezystorów emiterowych (Re = 25, 50, 75);
8
Marcin Kociołek 2012
Układy Elektroniczne 2 Laboratorium
Wzmacniacz impulsowy
RF
Res1
360
VCC
8
U1A
LM358AD
2
Vin
RIn
A
3
Res1
1K
RLoad
Res1
1Meg
4
Vs
VPULSE
Initial Value: 0V
Pulsed Value: 500mV
Time Delay: 20u
GND Rise Time: 1n
Fall Time: 1n
Period: 40u
Pulse Width: 20u
Vout
1
VCC
Vss
V1
VSRC
Value: 15v
Vss
GND
GND
V2
VSRC
Value: -15v
GND
AC Phase: 0
AC Magnitude: 1
DC Magnitude: 0
0
Rys. 12
1.
2.
3.
4.
Wzmacniacz impulsowy
W programie ®Altium Designer utworzyć schemat z rys. 12.
Wykreślić charakterystykę częstotliwościową i odpowiedź impulsową
Ustawić napięcie impulsowe na 5V
Wykreślić charakterystykę częstotliwościową i odpowiedź impulsową
RF
Res1
360
R1
GND
VCC
Res1
40
8
U1A
LM358AD
2
Vin
RIn
Vout
RLoad
Res1
1Meg
4
Res1
Vs
1K
VPULSE
Initial Value: 0V
Pulsed Value: 50mV
Time Delay: 20u
GND Rise Time: 1n
Fall Time: 1n
Period: 40u
Pulse Width: 20u
A
3
1
VCC
Vss
V1
VSRC
Value: 15v
Vss
GND
GND
V2
VSRC
Value: -15v
GND
AC Phase: 0
AC Magnitude: 1
DC Magnitude: 0
0
Rys. 13
Wzmacniacz impulsowy
5. Zmodyfikować schemat jak na rys. 13 (zwrócić uwagę na wartość napięcia
impulsowego).
6. Wykreślić charakterystykę częstotliwościową i odpowiedź impulsową
7. Ustawić napięcie impulsowe na 500mV
8. Wykreślić charakterystykę częstotliwościową i odpowiedź impulsową
9. Powtórzyć punkty 1-8 dla wzmacniacza AD812 (biblioteka Analog Devices /
Operational Amplifiers)
Powtórzyć punkty 1-8 dla wzmacniacza AD812 i parametrów impulsu: okres 200ns
długość impulsu 100ns opóźnienie 100ns
9