УМКДП_ЭСИИТ_2013_рус

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
«Утверждаю»
Проректор по ИиУМР, ПРК
Исагулов А.З.
_______________________
«____» _________ 20___г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Дисциплина ESIIT 2214 «Электронные средства ИИТ»
Модуль ESIIT 24 «Электронные средства ИИТ»
Специальность 5В071600 - Приборостроение
Институт компьютерных технологий и системотехники
Кафедра «Приборостроение»
2012
Предисловие
Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя разработан
старшим преподавателем Беликом М.Н.
Обсужден на заседании кафедры «Приборостроение»
Протокол № _______ от «____»______________2012 г.
Зав.кафедрой _______________ С.Т.Алимбаев «____»_________2012 г.
Одобрен учебно-методическим советом Института
компьютерных
технологий и системотехники
Протокол № ________ от «_____»_____________2012 г.
Председатель ____________ Капжаппарова Д.У. «____»__________ 2012 г.
2
Содержание
1 Рабочая учебная программа
2 График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
3 Конспект лекций
4 Методические указания для выполнения практических работ
5 Методические указания для выполнения лабораторных работ
6 Тематический план самостоятельной работы студента
7 Материалы для контроля знаний студентов в период рубежного
контроля и итоговой аттестации
8 Методические указания для выполнения курсового проекта
3
4
12
13
62
63
81
83
134
1 Рабочая учебная программа
1.1 Сведения о преподавателе и контактная информация
Белик Михаил Николаевич, старший преподаватель
Кафедра Приборостроение находится в главном корпусе КарГТУ
(Караганда, Б.Мира, 56), аудитория 415, контактный телефон 56-59-35 доб.
2055, e-mail: kstu@mail.ru.
Семестр
Количество
кредитов/
ECTS
1.2 Трудоемкость дисциплины
4
3/5
Вид занятий
количество контактных часов
количест
всего
практические лабораторные во часов
часов
лекции
СРСП
занятия
занятия
15
-
30
45
90
Количес
Общее
тво
Форма
количест
часов
контроля
во часов
СРС
45
135
Экзамен
КП
1.3 Характеристика дисциплины
Дисциплина «Электронные средства ИИТ» входит в цикл базовых
дисциплин (компонент по выбору).
1.4 Цель дисциплины
Дисциплина «Электронные средства ИИТ» ставит целью изучение
принципов построения и методов разработки и расчета электронных узлов
измерительных устройств.
1.5 Задачи дисциплины
Задачи дисциплины следующие: дать студентам комплекс знаний, умений
и навыков для проектирования и расчету измерительных приборов и систем
на уровне электронных узлов.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны:
иметь представление:
– о назначении и методах построения электронных устройств;
знать:
– основные типовые функциональные узлы измерительных приборов, их
назначение и область применения;
уметь:
– использовать элементную базу, схемотехнические, структурные и
комплексные методы обеспечения заданных параметров электронных
устройств;
4
приобрести практические навыки:
– разработки и расчета электронных функциональных узлов и устройств
измерительной техники и исследования их параметров;
1.6 Пререквизиты
Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих
дисциплин (с указанием разделов (тем)):
Дисциплина
1 Математика 1, 2
Наименование разделов (тем)
Ряды.
Пределы.
Дифференциальное
и
интегральное
исчисление.
Теория
вероятностей.
Случайные
величины
и
случайные процессы.
2 Физика 2
Электричество и магнетизм
3 Физические основы получения
Все разделы
информации
4 Электротехника
Все разделы
5 Основы электроники
Все разделы
1.7 Постреквизиты
Знания, полученные при изучении дисциплины «Электронные средства
ИИТ», используются при освоении следующих дисциплин: «Интегральная и
микропроцессорная техника» «Аналоговые измерительные устройства»,
«Цифровые
и
интеллектуальные
измерительные
устройства»,
«Преобразование измерительных сигналов», «Методы и средства измерения».
5
1.8 Содержание дисциплины
1.8.1 Содержание дисциплины по видам занятий и их трудоемкость
Трудоемкость по видам занятий, ч.
практич лаборалекции
СРСП СРС
еские торные
Наименование раздела, (темы)
1 Введение.
Основные
типы
функциональных электронных узлов в
измерительной аппаратуре.
2 Пассивные RC- и LRC- цепи.
Основные
принципы
построения
фильтров. Виды пассивных фильтров.
3 Применение ОУ в измерительных
приборах и преобразователях.
4 Управляемые источники: напряжения,
тока.
5 Стабилизаторы напряжения на основе
операционных усилителей.
1
-
-
3
3
1
-
4
3
3
1
-
6
6
3
1
-
-
3
3
1
-
-
3
3
1
-
3
3
3
1
-
4
3
3
1
-
-
3
3
1
-
4
3
3
1
-
3
3
3
1
-
3
3
3
12 Генераторы сигналов. Основные
принципы построения. Синусоидальные
генераторы.
13 Генераторы сигналов специальной
формы. Мультивибраторы
14 Аналоговые
схемы
умножения.
Нелинейные преобразователи сигналов.
15 Перспективы
использования
современных электронных средств в
измерительной технике.
1
-
3
3
3
1
-
-
3
3
1
-
-
3
3
1
-
-
-
3
ИТОГО:
15
-
30
45
45
6 Источники опорного напряжения.
7 Стабилизаторы тока: на транзисторах
–биполярных, полевых; на основе ОУ.
8 Измерительные схемы: измерение
напряжения; измерение тока.
9 Измерительные
выпрямители:
амплитудный
выпрямитель;
схема
выборки-хранения; выпрямитель среднего
значения;
фазочувствительный
выпрямитель.
10 Активные
фильтры:
сфера
применения; расчет и реализация.
11 Компараторы сигналов
6
Тематика курсовых проектов
1 Проектирование аналогового регулятора температуры (по вариантам).
2 Проектирование и исследование активного фильтра на основе
операционного усилителя (по вариантам).
3 Проектирование функционального генератора на основе операционных
усилителей (по вариантам).
1.9 Список основной литературы
1. Павлов В. Н., Ногин В. Н. Схемотехника аналоговых электронных
устройств: Учебник для вузов. – М.: Горячая линия–Телеком, 2001. – 320 с.
2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.
– 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 304 с.
3. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных
ИС:-Пер. с англ. –М.:-Мир, 1985.– 572 с.
4. Топильский В.Б. Схемотехника измерительных устройств – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2006.–232 с.
5. Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств. Учебное пособие для
студ. высш. учеб. заведений – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 336
с.
6. Валенко В. С. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники
электронных устройств – М., Издательский дом "Додека-XXI", 2001. – 368 с.
7. Джонсон Д. и др. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ. – М.:
Энергоатомиздат, 1983. – 128 с.
8. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. В двух
томах : Пер. с нем.: в 2 т. - М.: ДМК Пресс, 2008.
9. Операционные усилители и компараторы. Справочник. – М., Издательский
дом "Додэка - XXI", 2002. – 560 с.
10. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа
Electronics Workbench и ее применение. – М.: "Солон-Р", 1999. – 506с.
1.10 Список дополнительной литературы
11. Бонни Бэйкер. Что нужно знать цифровому инженеру об аналоговой
электронике; пер. с англ. Ю. С. Магды. — М. : Додэка-ХХ1, 2010. — 360 с.
12. Алексеенко
А.
Г.
Основы
микросхемотехники.
–
М.,
ЮНИМЕДИАСТАЙЛ, 2002. – 448 с.
13. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ С.В.
Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др; Под ред. С.В.
Якубовского. -М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
14. Аксенов А. И., Нефедов А. В. Резисторы. Конденсаторы. Провода,
припои, флюсы. Справочное пособие. – М., "Салон - Р", 2000. – 240 с.
15. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых
электронных устройств 3-е изд.стер./ Волович Г.И. – М.: Издательский дом
«Додэка-XXI»,2011. – 528 с.
7
16. Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные
интегральные схемы: Пер. с англ. –М.:-Мир, 1979. – 360 с.
1.11 Критерии оценки знаний студентов
Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма
максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 60%) и
итоговой аттестации (экзамен) (до 40%) и составляет значение до 100% в
соответствии с таблицей.
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D-
Цифровые
эквиваленты
буквенной
оценки
4,0
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
Процентное
содержание
усвоенных
знаний
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
F
0
0-49
Оценка по
буквенной
системе
Оценка по
традиционной
системе
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Оценка «А» (отлично) выставляется в том случае, если студент в течение
семестра показал отличные знания по всем программным вопросам
дисциплины, а также по темам самостоятельной работы, регулярно сдавал
рубежные задания, проявлял самостоятельность в изучении теоретических и
прикладных вопросов по основной программе изучаемой дисциплины, а также
по внепрограммным вопросам.
Оценка «А-» (отлично) предполагает отличное знание основных законов и
процессов, понятий, способность к обобщению теоретических вопросов
дисциплины, регулярную сдачу рубежных заданий по аудиторной и
самостоятельной работе.
Оценка «В+» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал
хорошие и отличные знания по вопросам дисциплины, регулярно сдавал
семестровые задания в основном на «отлично» и некоторые на «хорошо».
Оценка «В» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал
хорошие знания по вопросам, раскрывающим основное содержание
конкретной темы дисциплины, а также темы самостоятельной работы,
регулярно сдавал семестровые задания на «хорошо» и «отлично».
Оценка «В-»(хорошо) выставляется студенту в том случае, если он хорошо
ориентируется в теоретических и прикладных вопросах дисциплины как по
аудиторным, так и по темам СРС, но нерегулярно сдавал в семестре рубежные
8
Посещаемость
Конспекты лекций
Защита лаб.работ
Письменный опрос
(модуль)
СРС
СРСП
КП
Экзамен
Всего по аттестац.
Итого
0.1
0.1
1,5
Академический период обучения, неделя
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,5
1,5
12
*
16
*
*
*
3
6
20
40
60
100
8
0.2
0,4
5
40
Итого, %
%-ое
содержание
Вид контроля
задания и имел случаи пересдачи семестровых заданий по дисциплине.
Оценка «С+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае,
если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных
занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины,
сдает на «хорошо» и «удовлетворительно» семестровые задания.
Оценка «С» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если
он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных
занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины,
сдает на «удовлетворительно» семестровые задания.
Оценка «С-» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае,
если студент в течение семестра регулярно сдавал семестровые задания, но по
вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и
может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках
конкретной темы.
Оценка «D+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае,
если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных
занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только
отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.
Оценка «D-» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае,
если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных
занятий и СРС владеет минимальным объемом знаний, а также допускал
пропуски занятий.
Оценка «F» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда студент
практически не владеет минимальным теоретическим и практическим
материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, нерегулярно посещает
занятия и не сдает вовремя семестровые задания.
Рубежный контроль проводится на 7,14-й неделях обучения и
складывается исходя из следующих видов контроля:
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
30
9
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
30
15
1.12 Политика и процедуры
При изучении дисциплины «Электронные средства ИИТ» прошу
соблюдать следующие правила:
1 Не опаздывать на занятия.
2 Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни
прошу представить справку, в других случаях – объяснительную записку.
3 В обязанности студента входит посещение всех видов занятий.
4 Согласно календарному графику учебного процесса сдавать все виды
контроля.
5 Пропущенные практические и лабораторные занятия отрабатывать в
указанное преподавателем время.
6 На время проведения занятий отключать мобильные телефоны.
7 Активно участвовать в учебном процессе.
8 Быть терпимыми, открытыми, откровенными и доброжелательными к
сокурсникам и преподавателям.
1.13 Учебно-методическая обеспеченность дисциплины
Ф.И.О автора
1
1 Павлов В.Н.,
Ногин В.Н.
Наименование учебнометодической литературы
Издательство,
год издания
2
3
Основная литература
Схемотехника аналоговых
М.: Горячая
электронных устройств:
линия–Телеком,
Учебник для вузов.
2001.
Количество
экземпляров
в
на
библиоте
кафедре
ке
4
5
2
-
2 Гутников В.С.
Интегральная электроника в
измерительных устройствах.
Л.: Энергоатомиздат, 1988.
10
1
3 Фолкенберри Л.
Применение операционных
усилителей и линейных ИС:
М.:-Мир, 1985
5
1
4 Топильский В.Б.
Схемотехника
измерительных устройств
1
-
5 Лаврентьев Б.Ф.
Схемотехника электронных
средств. Учебное пособие
для студ. высш. учеб.
заведений
5
1
6 Валенко В.С.
Полупроводниковые
приборы и основы
схемотехники электронных
устройств
М.: БИНОМ.
Лаборатория
знаний, 2006
М.:
Издательский
центр
«Академия»,
2010.
М.,
Издательский
дом "Додэка XXI", 2001.
1
-
10
1
7 Джонсон Д. и др.
2
Справочник по активным
фильтрам
8 Титце У., Шенк К.
Полупроводниковая
схемотехника: Справочное
руководство. 12-е изд. В
двух томах
Операционные усилители и
компараторы. Справочник.
9
10 Карлащук В.И.
11 Бонни Бэйкер
12 Алексеенко А.Г.
13 Под ред. С.В.
Якубовского
14 Аксенов А.И.,
Нефедов А.В.
15 Волович Г.И.
16 Кофлин Р.,
Дрискол Ф.
3
М.:
Энергоатомиздат, 1983.
М.: ДМК Пресс,
2008.
4
3
5
1
2
1
М., Издательский
дом "Додэка XXI", 2002.
Электронная лаборатория на М.: "Солон-Р",
IBM PC. Программа
1999.
Electronics Workbench и ее
применение.
Дополнительная литература
Что нужно знать цифровому
М.: Додэкаинженеру об аналоговой
ХХ1, 2010.
электронике.
Основы микросхемотехники
М.,
ЮНИМЕДИАСТАЙЛ, 2002.
Цифровые и аналоговые
М.: Радио и
интегральные микросхемы:
связь, 1990.
Справочник
Резисторы. Конденсаторы.
М., "Салон - Р",
Провода, припои, флюсы.
2000.
Справочное пособие.
Схемотехника аналоговых и
М.:
аналого-цифровых
Издательский
электронных устройств. 3-е
дом «Додэкаизд.
XXI», 2011
Операционные усилители и
М.:-Мир, 1979.
линейные интегральные
схемы
1
1
2
1
3
-
2
-
10
-
3
-
4
-
3
1
11
2 График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
Цель и
содержание
задания
2
Практическое
закрепление
навыков
Изучение
пассивных RC
цепей:
Исследование
устройств на
операционных
усилителях.
Исследование
источников
опорных
напряжений
Исследование
стабилизаторов
тока
Срок
сдачи
5
6
В течение
семестра
Текущий
7, 14
недели
[8], [10], [14],
[17]
2 недели (4ч)
Текущий
2 неделя
[1], [2], [3], [4],
[8], [10], [17]
3 недели (6ч)
Текущий
5 неделя
[2], [3], [8],
[10], [16], [17]
2 недели (3ч)
Текущий
7 неделя
[2], [3], [8],
[10], [16], [17]
2 недели (4ч)
Текущий
9 неделя
Измерительные
выпрямители
[2], [3], [5], [8],
[9], [10], [17]
2 недели (4ч)
Текущий 11 неделя
Частотнозависимые цепи
[2], [3], [5], [7],
[8], [9], [10],
[16], [17]
2 недели (3ч)
Текущий 12 неделя
Выполнение
лабораторной
работы № 7
Компараторы на
ОУ.
Амплитудные
ограничители
[2], [3], [5], [8],
[9], [10], [13],
[16], [17]
2 недели (3ч)
Текущий 14 неделя
Выполнение
лабораторной
работы № 8
Генераторы
сигналов
[2], [3], [5], [8],
[10], [16], [17]
2 недели (3ч)
Текущий 15 неделя
Аттестационный модуль
Закрепление
теоретических
знаний и
практических
навыков
[1], [2], [3], [4],
[5], [6], [7], [8]
[9], [11], [12],
[15], [16]
конспекты
лекций
В течение
семестра
Рубежный
7, 14
недели
Весь перечень
основной и
дополнительно
й литературы
1 – 15 неделя
Текущий
3, 7, 11,
14
недели
Весь перечень
основной и дополнительной
литературы
2 контактных
В период
Итоговый
часа
сессии
1
Практическое
решение задач
Выполнение
лабораторной
работы № 1
Выполнение
лабораторной
работы № 2
Выполнение
лабораторной
работы № 3
Выполнение
лабораторной
работы № 4
Выполнение
лабораторной
работы № 5
Выполнение
лабораторной
работы № 6
Курсовой
проект
Экзамен
Закрепление
теоретических
знаний и
практических
навыков
Проверка
усвоения
материала
дисциплины
Рекомендуемая
литература
Продолжительность
выполнения
4
Форма
контроля
Вид контроля
3
[1], [2], [3], [4],
[5], [7], [8], [9],
[13], [16],
12
3 Конспект лекций
Тема 1 Введение. Основные типы функциональных электронных
узлов в измерительной аппаратуре. (1 час)
План лекции:
1. Основные определения;
2. Классификация электронных устройств.
1. Основные определения.
Аналоговые электронные устройства (АЭУ) — это устройства усиления и
обработки аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе
электронных приборов. К аналоговым относятся сигналы, которые
изменяются по тому же закону, что и характеризуемые (описываемые) ими
физические процессы. Аналоговые сигналы заданы (известны, могут быть
измерены) во все моменты времени. Аналоговый сигнал как функция
времени может быть наглядно представлен графиком или осциллограммой.
График может содержать точки разрыва, например иметь форму импульсов.
Соответственно все электронные устройства можно разделить на две
группы: аналоговые и цифровые. Преимущества аналоговых устройств –
сравнительная простота, надежность и быстродействие — обеспечили им
самое широкое применение, несмотря на менее высокую точность обработки
сигналов.
Построение аналоговых устройств на основе активных электронных
приборов позволяет усиливать сигналы. Усилителем электрических
колебаний называется такое устройство, которое за счет энергии источника
питания формирует новое колебание, являющееся по форме более или менее
точной копией заданного усиливаемого колебания, но превосходит его по
напряжению, току или мощности. Усиление колебания не обязательно
увеличивает его мощность, но создается выходное колебание за счет энергии
источника питания.
2. Классификация электронных устройств.
Аналоговые электронные устройства можно условно разделить на две
большие группы: усилители и устройства, выполненные на их основе.
Усилители являются самыми распространенными электронными
устройствами. Их принято классифицировать по нескольким признакам.
Устройства на основе усилителей - это в основном преобразователи
электрических сигналов и сопротивлений. Первые из них называются также
активными устройствами аналоговой обработки сигналов. Их выполняют на
базе усилителей либо путем непосредственного применения последних со
специальными цепями ОС, либо путем некоторого видоизменения.
Сюда
относятся
устройства
суммирования,
вычитания,
дифференцирования,
интегрирования,
логарифмирования,
13
анатилогарифмирования, фильтрации, детектирования, перемножения,
деления, сравнения и др. Преобразователи сопротивлений также выполняют
на основе применения принципа ОС в усилителях. Они могут
преобразовывать величину, знак и характер сопротивления. Используют их в
некоторых устройствах обработки сигналов. Особый класс составляют
всевозможные генераторы и связанные с ними устройства (их изучают в
соответствующем курсе).
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [2]; 3. [11].
Контрольные задания для СРС (тема 1) [1, 2, 11]
Ответить на следующие вопросы:
1. Какие функции в измерительных устройствах выполняют электронные
узлы?
2. Какая элементная база используется для построения электронных узлов
измерительных приборов?
3. Приведите пример электронного устройства и назовите узлы входящие
в него.
Тема 2 Пассивные RC- и LRC- цепи. Основные принципы
построения фильтров. Виды пассивных фильтров. (1 час)
План лекции:
1 Пассивные RC- и LRC- цепи;
2 Виды пассивных фильтров.
1 Основные принципы построения фильтров.
Основное назначение фильтра состоит в том, чтобы препятствовать
прохождению определенных групп частот при одновременном пропускании
других групп или диапазонов частотного спектра сигнала. Независимо от
сложности схемы фильтры подразделяются на два основных типа: активные
и пассивные. Активные фильтры являются по существу каскадами
полупроводниковых избирательных усилителей. Пассивные фильтры — это
либо RC фильтры, используемые в основном на низких или звуковых
частотах, либо LC фильтры, используемые на высоких частотах. Фильтры
можно также классифицировать по частотам, которые они должны
пропускать или подавлять. Обычно выделяются следующие четыре типа
1 Фильтр нижних частот, пропускающий все частоты ниже выбранного
значения и подавляющий высшие частоты. Фильтр нижних частот известен
также как фильтр, отсекающий высшие частоты.
2 Фильтр верхних частот, пропускающий все частоты выше выбранного
значения и подавляющий нижние частоты. Фильтр верхних частот известен
также как НЧ заграждающий фильтр.
14
3 Режекторный или заграждающий фильтр, подавляющий выбранную
полосу частот и пропускающий нижние и верхние частоты.
4 Полосовой фильтр, пропускающий выбранную полосу частот и
подавляющий нижние и верхние частоты.
2 Виды пассивных фильтров.
Фильтр нижних частот
ФНЧ является схемой, которая без изменений передает сигналы нижних
частот, а на высоких частотах обеспечивает затухание сигналов и
запаздывание их по фазе относительно входных сигналов
Рисунок 2.1
Расчет частотной характеристики:
Коэффициент усиления равен:
A ( j) 
U ВЫХ
1
;

U ВХ 1  jRC
Отсюда, т.к. A  A e j
A
При
A
1
1  2 R 2 C 2
;
  arctgRC ;
1
2
 1 / 1  СР
R 2C2 ;
2
Отсюда частота среза
f ср 
1 ;
2RC
Фазовый сдвиг на этой частоте составляет - 45 0 .
Процесс изменения выходного напряжения, при подаче на вход схемы
прямоугольного импульса, будет описываться следующими выражениями:
U ВЫХ ( t )  U * e  t / RC ;
U ВЫХ ( t )  U(1  e  t / RC );
К установившимся значениям U ВЫХ  U и U ВЫХ  0 кривые
приближаются асимптотически.
Поэтому в качестве меры времени установления выходного напряжения,
принята постоянная времени  , которая показывает время, в течение
которого процесс достигает значения, отличающегося от установившегося на
1/e часть величины скачка напряжения на входе. Постоянная времени равна
15
  RC ;
При частотах сигнала f>>fср выходное переменное напряжение мало по
сравнению с входным.
При условии U ВЫХ  U ВХ
U ВЫХ 
1 t
 U ВХ ( t )dt  U ВЫХ (0) ;
RC 0
Для переменного напряжения, содержащего постоянную составляющую,
при f>>fср постоянная составляющая, полученная путем разложения в ряд
Фурье, равна среднему значению
1t
U ВХСР   U ВХ ( t )dt ;
T0
где Т – период колебаний входного напряжения
Входное напряжение можно представить в виде
~
U ВХ ( t )  U ВХСР  U ВХ ( t ) ;
~
Напряжение U
при f>>fср интегрируется, а постоянная составляющая
ВХ ( t )
передается линейно. Т.о. выходное напряжение
1 t~
U ВЫХ 
 U ВХ ( t )dt  U ВХСР ;
RC 0
Первое слагаемое – пульсации, второе – среднее значение.
Если постоянная времени достаточно велика, то пульсация пренебрежимо
мала и
U ВЫХ  U ВХСР ;
При последовательном соединении нескольких ФНЧ, обеспечивающих
различные длительности фронта выходного сигнала t имi , результирующая
длительность фронта импульса
2
 tимi
t ИМ 
i
Частота среза приближенно определяется как
2 1 / 2
f СР  ( f срi
)
i
Для случая n фильтров с равными частотами среза
f СР  f срi / n ;
Фильтр верхних частот
ФВЧ – это схема, которая передает без изменений сигналы высоких
частот, а на низких частотах обеспечивает затухание сигналов и опережение
их по фазе относительного входного сигнала
Рисунок 2.2 - Фильтр верхних частот
16
Аналогично ФНЧ
A( j) 
U ВЫХ
R
1
;


U ВХ
R  1 / jC 1  1 / jRC
Отсюда
A 
1
,
1  1 / 2 R 2 C 2
  arctg
1 ;
RC
Выражение для частоты среза аналогично для ФНЧ
f СР 
1
2RC ;
Сдвиг фаз на этой частоте составляет +45
При реакции на импульс напряжения
0
U ВЫХ ( t )  U ВЫХ0 e  t / RC
(17)
Т.о., постоянная времени как и для ФНЧ равна =RC
Пассивный полосовой RC-фильтр
Путем последовательного соединения ФВЧ и ФНЧ получают полосовой
фильтр. Его выходное напряжение равно 0 на высоких и низких частотах.
Рисунок 2.3 - Пассивный полосовой RC-фильтр
Полосовой RC - фильтр
U ВЫХ 
jRC
* U ВХ ;
( jRC  1) 2  jRC
Коэффициент усиления
A ( jRC) 
U ВЫХ
jRC
;

U ВХ 1  3 jRC  2 R 2 C 2
Отсюда модуль коэффициента усиления и фазовый сдвиг
A
1
1
(
 RC) 2  9
RC
  arctg
Выходное напряжение
резонансная частота
максимально
fР 


f

Р f Р
1  2 R 2 C 2
3RC
при
;
;
RC  1, следовательно
1 ;
2RC
- нормированная частота
Фазовый сдвиг на резонансной частоте равен 0. Коэффициент усиления
AР  1/ 3
Заградительный фильтр. (Мост Вина-Робинсона)
17
Если полосовой фильтр дополнить сопротивлениями R1 и 2R1, то
получится мост Вина-Робинсона.
Рисунок 2.4 - Заградительный фильтр
Омический делитель напряжения обеспечивает частотно независимое
напряжение, равное 1/3Uвх.
При этом на резонансной частоте выходное напряжение равно 0. в
отличие от полосового фильтра АЧХ коэффициента усиления на резонансной
частоте имеет минимум. Схема применима для подавления сигналов в
определенной частотной области.
Коэффициент передачи
0
1  2
;
A
3 (1   2 ) 2  9 2
Фазовый сдвиг
  arctg
3
;
2  1
 1
Двойной Т-образный фильтр
Двойной Т-образный фильтр обладает частотной характеристикой
идентичной характеристике моста Вина-Робинсона.
Рисунок 2.5 - Двойной Т-образный фильтр
В отличии от моста Вина-Робинсона выходное напряжение снимается
относительно общей точки.
Для высоких и низких частот U ВЫХ  U ВХ .
Сигналы высоких частот будут полностью передаваться через два
конденсатора С, а низких через резистор R
Коэффициент передачи
0
1  2
;   arctg 42 ;
A
(1   2 ) 2  16 2
18
 1
Рекомендуемая литература
1. [8]; 2. [10].
Контрольные задания для СРС (тема 2) [8, 10]
1. Принципы работы фильтров.
2. Использование фильтров в измерительных устройствах.
3. Построить фильтр с заданными характеристиками и проверить
правильность расчетов при помощи программы EWB.
Тема 3 Применение ОУ в измерительных
преобразователях. (1 час)
План лекции:
1 Принцип действия и структурная схема;
2 Устройства на основе операционных усилителей.
приборах
и
1 Принцип действия и структурная схема
Операционным усилителем называют усилитель постоянного тока,
имеющий коэффициент усиления по напряжению выше тысячи.
По принципу действия операционный усилитель сходен с обычным
усилителем. Как и обычный усилитель, он предназначен для усиления
напряжения или мощности входного сигнала.
Они характеризуются также большим коэффициентом усиления, высоким
входным и низким выходным сопротивлениями.
В настоящее время ОУ выполняются в виде интегральных микросхем и
по своим размерам и цене практически не отличаются от отдельно взятого
транзистора.
Благодаря
практически
идеальным
характеристикам
Операционных усилителей реализация различных схем на их основе
оказывается значительно проще, чем на отдельных транзисторах
Так как входная цепь ОУ выполняется по дифференциальной схеме, то
входные сигналы можно подавать на любой из двух входов, один из которых
изменят полярность выходного напряжения и поэтому называется
инвертирующим, а другой не изменяет полярности выходного напряжения и
называется неинвертирующим.
Структура интегральных ОУ
Независимо от сложности принципиальной схемы интегральный ОУ
обычно содержит следующие функциональные узлы:
Входной дифференциальный (усилитель) каскад
Усилитель напряжения
Схема сдвига постоянного уровня и входной каскад-усилитель мощности
Входной
дифф.
каскад
Усилитель
напряжения
Схема сдвига
пост. уровня
Выходной
каскад
(усилитель
мощности)
Рисунок 3.1 - Структурная схема интегрального ОУ
19
Входной каскад, выполняемый по схеме дифференциального усилителя
является наиболее важной частью ОУ, определяющей как входные
параметры, так и погрешности усилителя в целом.
Дифференциальный каскад в интегральном исполнении обладает высокой
степенью симметрии, что позволяет значительно снизить дрейф нуля и
уменьшить чувствительность к синфазным, т.е. действующим одновременно
по обоим дифференциальным входам, помехам.
Входной каскад также имеет наибольший коэффициент усиления, чтобы
снизить усиление последующих каскадов, уменьшив при этом влияние их
разбаланса на параметры ОУ.
Второй и третий каскады интегрального ОУ обычно объединены и
предназначены для некоторого усиления сигнала, согласования по уровню с
выходным каскадом, а также для развязки входа и выхода усилителя.
Выходной усилитель мощности ОУ служит для согласования выходного
сопротивления длительных каскадов с низкоомной нагрузкой, т.е.
обеспечивает малое выходное сопротивление ОУ.
2 Устройства на основе операционных усилителей
Операционные усилители предназначены для выполнения различных
операция с аналоговыми сигналами:
усиления или ослабления
сложения или вычитания
интегрирования или дифференцирования
логарифмирования или потенцирования (возведение в степень)
преобразования их формы и др.
Все эти операции ОУ выполняет с помощью цепей положительной и
отрицательной обратной связи, в состав которой могут входить
сопротивления, емкости и индуктивности, диоды, стабилитроны,
транзисторы и другие элементы.
В таблице 3.1 приведены некоторые конфигурации схем, использующих
ОУ, и выражения, описывающие функциональные зависимости Uвых= f(Uвх)
для идеальных ОУ.
Таблице 3.1
Устройство
Структурная схема
Идеальный ОУ с
разомкнутой. О. С.
Функциональная
зависимость Uвых=f(Uвх)
Uвых
ΔUвх
20
Идеальный
компаратор с
формированием
выходных уровней
Uвых
Компаратор на
основе ОУ с
положительной
О.С.
Uвых
ΔUвх
ΔUвх
Повторитель
напряжения
Uвых=Uвх
Инвертирующий
усилитель
Uвых=Rос*Uвх/R1
Неинвертирующий
усилитель
Uвых=(R1+Rос)*Uвх/R1
Суммирующий
усилитель
Uвых=-(Rос*U1/R1+
Rос*U2/R2)
Вычитающий
усилитель
Uвых=Rос*(U2-U1)/R1
при R1=R2, R3=Rос
21
Инвертирующий
интегратор
1
 Uвх ( t )dt
RC
Если входное напряжение
постоянно, то выходной
сигнал
линейно
возрастает
Uвых=-RC(dUвх/dt)
Uвых=-
Схема дифференцирования
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [4]; 4. [8]; 5. [9]; 6. [11].
Контрольные задания для СРС (тема 3) [2, 3, 4, 8, 9, 11]
Ответить на следующие вопросы:
1. Назовите характеристики идеального операционного усилителя.
2. Дайте определение напряжения сдвига.
3. Назовите основную причину возникновения UСДВ и IСДВ на входе
операционного усилителя на биполярных транзисторах.
4. Укажите основные различия между операционными усилителями со
входом на полевых транзисторах и со входом на биполярных транзисторах.
5. Повторитель напряжения является хорошим буферным каскадом.
Объясните, почему.
6. Инвертирующий усилитель имеет R1 = 10 кОм, RО.С = 120 кОм, UВХ =
= 0,2 В и КО.С = 10 000. Вычислите UВЫХ .
Тема 4 Управляемые источники: напряжения, тока. (1 час)
План лекции:
1. Источники напряжения, управляемые напряжением;
2. Источники напряжения, управляемые током;
3. Источники тока, управляемые напряжением;
4. Источники тока, управляемые током.
1. Источники напряжения, управляемые напряжением
Источник напряжения, управляемый напряжением, характеризуется тем,
что его выходное напряжение U2 пропорционально входному напряжению
U1. Это означает, что источник напряжения является по существу усилителем
напряжения. Предполагается, что в идеализированном источнике выходное
напряжение не зависит от выходного тока, а входной ток равен нулю. Таким
образом,
I1=0U1 + 0I2 = 0
22
U2 = Av U1 + 0 I2 = Av U1
На практике идеальный источник может быть реализован лишь
приближенно.
Схемы источников напряжения, управляемых напряжением, с малым
выходным сопротивлением и регулируемым усилением приведены на
рисунках 4.1 и 4.2. Если выходное сопротивление источника напряжения
меньше 1 Ом, его можно считать близким к идеальному. Однако полное
сопротивление источника напряжения носит индуктивный характер и,
следовательно, увеличивается с ростом частоты.
Входное сопротивление электрометрического усилителя очень большое.
На низких частотах оно имеет порядок гигаом, т.е. практически является
бесконечно большим.
Идеальная передаточная функция U2 = – (R2/R1)U1 Полное входное сопротивление
Ze = R1. Полное выходное сопротивление Z = ra/g.
Рисунок 4.1 - Инвертирующий усилитель как источник напряжения,
управляемый напряжением
Идеальная передаточная функция U2 = [1+(R2/R1)]U1.
Рисунок 4.2 - Электрометрический усилитель
2. Источники напряжения, управляемые током
Схема источника напряжения, управляемого током, идентична схеме
источника напряжения управляемого током. Отличие состоит лишь в том,
что теперь управляющим сигналом является входной ток, однако он должен
оказывать как можно меньшее влияние на остальную часть схемы. В
идеальном случае rе = 0. Если пренебречь обратной связью, то уравнения
рассматриваемого источника напряжения будут иметь вид
U1= rе I1 + 0I2  U1 = 0
U2 = R I1 – raI2  U2 = RI1
(реальный)
(идеальный re = ra = 0)
Идеальная передаточная функция U2 = – I R1. Полное входное
сопротивление Ze = R/AD. Полное выходное сопротивление Z = ra/g.
23
Рисунок 4.3 - Источник напряжения, управляемый током
При его реализации (рисунок 4.3) учитывалось, что точка суммирования
является виртуальным нулем (землей) схемы. Поэтому и удается получить
требуемое низкое входное сопротивление. Для выходного напряжения
источника можно записать U2 = — RI1, если пренебречь входным током
усилителя по сравнению с I1. Если же для управления источником
необходимо применять малые значения входных токов I1, то следует
использовать усилитель с полевым транзистором на входе. В реальной схеме
источника могут возникнуть дополнительные ошибки, обусловленные
сдвигом входного напряжения. Они будут тем больше, чем меньше
внутреннее сопротивление Rg источника входного сигнала, поскольку сдвиг
входного напряжения усиливается в (1 + R/Rg) раз. Соотношение для полного
выходного сопротивления такое же, как и для предыдущей схемы.
Коэффициент усиления цепи обратной связи g зависит от внутреннего
сопротивления источника сигнала Rg:
3. Источники тока, управляемые напряжением
Источники тока, управляемые напряжением, предназначены для
обеспечения нагрузки током I2, который не зависит от выходного
напряжения U2 и регулируется только напряжением U1. Представим
реальный источник тока эквивалентной схемой, для которой справедливы
следующие уравнения:
При rе   и rа   получим идеальный источник тока. Параметр S
называют крутизной или проводимостью схемы.
Источники тока с незаземленной нагрузкой.
В инвертирующем и электрометрическом усилителе по резистору
отрицательной обратной связи протекает ток I2 = U1/R1. Таким образом, этот
ток не зависит от падения напряжения на резисторе RL. Следовательно, оба
этих усилителя можно использовать в качестве источников тока, в которых
вместо резистора обратной связи включена нагрузка (рисунки 4.4 и 4.5).
Исходя из рассмотренных параметров источников тока, изображенных на
схемах рисунки 4.4 и 4.5, можно заключить, что они могут использоваться
для различных целей.
24
Идеальная передаточная функция I2 = U1/R1.
Полное входное сопротивление Ze = R1
Полное выходное сопротивление Za = ADR1  ADR1 gA/j
Рисунок 4.4 - Инвертирующий усилитель как источник тока,
управляемый напряжением
Идеальная передаточная функция I2 = U1/R1.
Полное входное' сопротивление Ze = rG1  1/ jCG1.
Полное выходное сопротивление Za = ADR1  ADR1 gA/j
Рисунок 4.5 - Электрометрический усилитель как источник тока,
управляемый напряжением
Однако эти источники обладают существенным недостатком. Ни к
одному из концов нагрузки этих источников тока не может быть приложен
постоянный потенциал, поскольку в противном случае либо выход, либо Nвход операционного усилителя будет закорочен. Приведенные ниже схемы
не имеют этого недостатка.
Источники тока с заземленной нагрузкой
Принцип действия источника тока, схема которого приведена на рисунке
4.6, состоит в том, что выходной ток измеряется по падению напряжения на
резисторе R1 -
Рисунок 4.6 - Источник тока, управляемый напряжением,
для заземленной нагрузки
2
Выходной ток Ia =U1/(R1R2) для R3 = R 2 /(R1+R2).
Выходное напряжение операционного усилителя устанавливается при
этом таким, что падение напряжения на резисторе R1 оказывается равным
величине входного напряжения.
25
Выполняя точную подстройку R3, можно добиться бесконечного
выходного сопротивления источника тока на низких частотах при реальных
характеристиках операционного усилителя. Недостаток схемы, однако,
состоит в том, что внутреннее сопротивление Rg управляющего источника
4. Источники тока, управляемые током
Упрощенная схема источника тока, управляемого током, идентична схеме
источника тока, управляемого напряжением. Отличие состоит лишь в том,
что в качестве управляющего сигнала используется входной ток, не
зависящий от параметров схемы.
Рисунок 4.7 - Токовое зеркало
Выходной ток I2 = (R / R1) I1
Схемы источников тока, управляемых напряжением можно использовать
в качестве источников тока, управляемых током, если сопротивление
резистора R1 положить равным нулю. При этом I2 = I1.
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [9]; 5. [10].
Контрольные задания для СРС (тема 4) [2, 3, 8, 9, 10]
Ответить на следующие вопросы:
1. Что такое источник напряжения? Источник тока?
2. Для чего применяются источники напряжения? Источники тока?
3. Для чего нужны управляемые источники напряжения? Источники тока?
4. Приведите пример источника напряжения управляемого напряжением.
5. Построить и рассчитать источник напряжения (тока), с заданными
характеристиками и проверьте правильность расчетов в программе EWB.
Тема 5 Стабилизаторы напряжения на основе операционных
усилителей. (1 час)
План лекции:
1. Однополярные стабилизаторы;
2. Двухполярные стабилизаторы;
3. Низковольтные стабилизаторы.
1. Однополярные стабилизаторы
26
Транзисторные стабилизаторы обладают сравнительно небольшим
коэффициентом стабилизации из-за малого коэффициента усиления
однокаскадного усилителя постоянного тока. Более высокими показателями
обладает стабилизатор на основе ОУ.
Однополярные стабилизаторы напряжения на основу ОУ могут быть
построены по схеме инвертирующего или не инвертирующего усилителя, на
вход которого подано стабильное напряжение от опорного источника.
Достоинством подобных стабилизаторов является возможность получения
различных по абсолютному значению и знаку стабилизаторных напряжений
при неизменном опорном.
ОУ включен в схему не инвертирующего усилителя, на вход которого
подано опорное напряжение U 0 со стабилитрона VD1. Для увеличения
выходного тока стабилизатора используется повторитель напряжения на
транзисторе VT1.
Выходное напряжение стабилизатора
U ВЫХ  U 0 (
R2
 1) ;
R3
Для увеличения стабильности опорного напряжения можно подключать
параметрический стабилизатор R1,VD1 не ко входу, а к выходу
стабилизатора.
Рисунок 5.1
Ток через стабилитрон в этом случае равен
I СТ 
U 0 R2
;
R1R3
и не зависит от изменения входного напряжения.
Питание ОУ осуществляется не симметричным двухполярным
напряжением, как обычно, а однополярным, положительным напряжением.
Это накладывает ограничения на допустимый диапазон входных и выходных
сигналов, которые могут быть только положительными. Для схем источников
питания такое ограничение не играет роли, поэтому от использования
отрицательного напряжения можно отказаться. А положительное напряжение
питания можно удвоить, не опасаясь превысить его предельно допустимые
параметры.
27
Использование нестабилизированного напряжения для питания ОУ
вполне допустимо, т.к. колебания этого напряжения практически не влияют
на стабильность выходного напряжения, т.к. дрейф выходного напряжения,
вызываемый изменением напряжением питания, в ОУ крайне мал.
2 Двухполярные стабилизаторы
Двухполярные стабилизаторы напряжения обычно строят на основе двух
однополярных, использующих один источник опорного напряжения.
Выходные каскады можно построить на повторителях. В данном
стабилизаторе (двухполярном) применен другой вариант выходного каскада,
достоинством которого является возможность уменьшить минимально
допустимую разность ( U ВХ  U ВЫХ ). При использовании транзисторного
повторителя минимальная разность ( U ВХ  U ВЫХ ) равна =3-5В. Опрделяется
падением напряжения на базоэмиттерном переходе транзистора и разностью
между напряжением питания и максимальным выходным напряжением
ОУ(2-4В). В случае применения в стабилизаторе выходного каскада по
последней схеме минимальная разность ( U ВХ  U ВЫХ ) определяется
напряжением насыщения выходных транзисторов и не превышает 1В.
3 Низковольтные стабилизаторы
В рассмотренных стабилизаторах выходное напряжение U ВЫХ не может
быть ниже опорного напряжения U0, поэтому для получения малых
выходных напряжений следует использовать низковольтные стабилитроны.
Опорное напряжение ниже 2,5В можно получить, используя вместо
стабилитронов включенные в прямом направлении диоды (3 диода – 2В и
температурный коэффициент = 3 *10 3 K 1 , у обычных стабилитронов
 (0.5  1) *10 3 K 1 ).
Относительно малое динамическое сопротивление (ниже чем у обычных
диодов) и температурный коэффициент = 10-3 К-1, обеспечивают светодиоды.
В схемах стабилизаторов на основе эмиттерного повторителя выходное
сопротивление стабилизатора определяется параметрами эмиттерного
повторителя. Оно может быть снижено путем применения регулирующего
усилителя охваченного отрицательной обратной связью.
Преимуществом такой схемы является то, что выходное напряжение
может быть точно отрегулировано, путем изменения соотношения
сопротивлений. Кроме того, это напряжение практически не зависит от
напряжения UБЭ выходного транзистора.
Так как большинство мощных транзисторов имеют довольно малое
значение, то регулирующий транзистор делают составным.
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [5]; 4. [8]; 5. [11].
28
Контрольные задания для СРС (тема 5) [2, 3, 5, 8, 11]
Ответить на следующие вопросы:
1. Что такое стабилизатор напряжения?
2. Для чего используются стабилизаторы напряжения?
3. На основе каких элементов строятся стабилизаторы напряжения?
4. Какие функции выполняют ОУ в стабилизаторах напряжения?
5. В чем особенность двухполярных стабилизаторов напряжения?
6. Основные параметры стабилизаторов напряжения?
7. В чем состоят трудности при проектировании низковольтных
стабилизаторов напряжения?
8. Интегральные стабилизаторы напряжения.
Тема 6 Источники опорного напряжения. (1 час)
План лекции:
1. Стабилитрон как источник опорного напряжения;
2. Источники опорного напряжения на полевых транзисторах;
3. Источники опорного напряжения на ОУ.
1. Стабилитрон как источник опорного напряжения
Простейший метод получения напряжения при помощи стабилитрона
Рисунок 6.1
Коэффициент стабилизации К СТ 
U ВХ
; составляет от 10 до 100
U ОП
К СТ  1 
R1 R1

rCТ rCТ
rст – дифференциальное напряжение стабилизатора, оно приблизительно
обратно пропорционально протекающему через него току.
Величину сопротивления R1 рассчитывают таким образом, чтобы при
минимальном входном напряжении максимальном токе нагрузки через
стабилитрон протекал ток достаточной величины.
2 Источники опорного напряжения на полевых транзисторах
29
Существенно повысить коэффициент стабилизации можно если
ограничивающий ток резистора R1 заменить источником стабильного тока,
например на базе полевого транзистора как показано на рисунке 6.2.
Рисунок 6.2 - Коэффициент стабилизации до 10000
3. Источники опорного напряжения на ОУ
В качестве источников опорного напряжения могут использоваться
операционные усилители (ОУ).
Рисунок 6.3 - Инвертирующий источник опорного напряжения
U ВЫХ ( ОП )  
R3
 U СТ
R2
Рисунок 6.4 - Неинвертирующий источник опорного напряжения
U ВЫХ ( ОП ) 
R3  R3
 U СТ
R2
Часто стабилитрон, подключенный к выходу коэффициент стабилизации
до 10000.
30
Температурная стабильность UОП определена стабильностью напряжения
стабилитрона и выходного напряжения ОУ. Построение высокоточных
( КСТ  0,1% ) ИОН связано с введением в схему элементов обеспечивающих
температурную и временную стабилизацию тока опорного стабилитрона.
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [6]; 4. [8]; 5. [11].
Контрольные задания для СРС (тема 6) [2, 3, 6, 8, 11]
Ответить на следующие вопросы:
1. Чем отличается источник опорного напряжения от стабилизатора
напряжения?
2. Область применения источников опорного напряжения?
3. Объяснить принцип действия источника опорного напряжения по
рисунку 6.2..
4. Чем отличаются источники опорного напряжения на основе
биполярных, полевых транзисторах и операционных усилителях?
5. Источники опорного напряжения в интегральном исполнении.
Тема 7 Стабилизаторы тока: на транзисторах – биполярных,
полевых; на основе ОУ. (1 час)
План лекции:
1. Стабилизатор тока на биполярном транзисторе;
2. Стабилизатор тока на полевом транзисторе;
3. Стабилизаторы тока на ОУ.
1. Стабилизатор тока на биполярном транзисторе
Идеальный источник тока обеспечивает в нагрузке RН ток, который не
зависит от падения напряжения на RН.
Рисунок 7.1 - Источник стабильного тока с делителем напряжения
Выходной ток остается неизменным пока транзистор насыщен
Чтобы выходной ток не зависел от питающего напряжения R2 заменяют
стабилитроном.
31
Рисунок 7.2
2. Стабилизатор тока на полевом транзисторе
Рисунок 7.3 - Схема аналогична схеме на биполярных транзисторах
Из-за особенностей полевых транзисторов стабилизатор тока может
выглядеть как двухполюсник, который можно включить вместо любого
омического сопротивления
Рисунок 7.4
U Н  (U П )  (1 
IC
)
IC0
U Н  (U ЗИ )

,
IC
IC
где IС0 – ток стока при U3и = 0.
Uп – пороговое напряжение U3и при котором ток IС принимает
минимальное значение. Чтобы найти сопротивление R следует определить
величину U3и для заданного тока стабилизации I по характеристике
транзистора.
R
32
3. Стабилизаторы тока на ОУ
Недостаток схем на биполярных и полевых транзисторах состоит в том,
что выходной ток нельзя точно определить так как он зависит от напряжения
UБЭ и U3И. Для исключения этой зависимости достаточно ввести в схему ОУ.
IН 
U ВХ
1
(1  ) при U ВХ  0 ,
R1

где  – коэффициент усиления транзистора по току (hЭ21)
Рисунок 7.5
Рисунок 7.6
IН 
U ВХ
при U ВХ  0
R1
33
Рисунок 7.7
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [2]; 3. [3]; 4. [8]; 5. [9]; 6. [11].
Контрольные задания для СРС (тема 8) [1, 2, 3, 8, 11]
Ответить на следующие вопросы:
1. Требования предъявляемые к стабилизаторам тока?
2. Для чего применяются стабилизаторы тока в измерительной технике?
3. Параметры характеризующие качество стабилизаторов тока.
4. Элементная база стабилизаторов тока.
5. Функции выполняемые операционными усилителями в стабилизаторах
тока.
Тема 8 Измерительные схемы: измерение напряжения; измерение
тока. (1 час)
План лекции:
1. Измерение напряжений;
2. Измерение тока.
1. Измерение напряжений
Чтобы измерить напряжение на выходе высокоомного источника сигнала
и при этом не внести заметной погрешности, можно использовать для
преобразования импеданса электрометрический усилитель. При этом нужно,
однако, учитывать, что высокоомная входная линия связи очень
чувствительна к емкостным наводкам.
Другая проблема - изменения величины этой емкости во времени,
вызванные, например, механическими перемещениями.
Для преодоления этих трудностей, т.е. для уменьшения разности
потенциалов между внутренним проводником и экраном, используют
электрометрический усилитель, причем экран соединяют не с корпусом, а с
выходом усилителя, как показано на рисунке 8.1. В этом случае влияние
емкости
уменьшается
благодаря
дифференциальному
усилению
операционного усилителя. 34
Рисунок 8.1 - Уменьшение емкости экрана и шумов экранирования
посредством привязки потенциала экрана, к измеряемому потенциалу
Емкостные шумы значительно сокращаются, поскольку теперь разность
потенциалов между проводниками определяется лишь напряжением
смещения операционного усилителя.
Измерение разности потенциалов
Измерение разности потенциалов можно в принципе осуществить с
помощью вычитателя. Подавление синфазной составляющей определяется
главным образом точностью соотношений пар сопротивлений N и Р. В эти
соотношения входит, однако, и внутреннее сопротивление источника
сигнала. При построении схем в вычислительной технике в качестве
источника сигнала применяют, как правило, операционный усилитель с
отрицательной обратной связью, обладающий очень малым выходным
сопротивлением, поэтому его влиянием можно пренебречь.
В измерительной технике достаточно малое сопротивление источника
обеспечивается с помощью повторителя напряжения; Для иллюстрации этого
положения обратимся к универсальной схеме дифференциального усилителя
(потенциометрического), показанной на рисунке 8.2. При R1 =  ОУ 1 и ОУ 2
работают как повторители напряжения.
Достоинством схемы является также и то, что, варьируя сопротивление
одного резистора, можно регулировать дифференциальный коэффициент
усиления. Как следует из рисунке 8.2, разность потенциалов на резисторе R1
составляет V2 — V1. Отсюда
Эта разность с помощью вычитающего усилителя ОУ 3 передается на
заземленный выход.
Рисунок 8.2 - Электрометрический вычитатель
Изолированный усилитель
35
Диапазон управляемого напряжения вычитающего усилителя ограничен
напряжением питания. Он может быть расширен до  100 В.
Однако во многих случаях требуется измерить напряжение порядка
нескольких киловольт, т.е. значительно превышающее допустимое
синфазное напряжение. Для решения этой задачи измерительную схему
разбивают, как показано на рисунке 8.3, на две гальванически изолированные
части. Передающая часть работает под измеряемым потенциалом, а
приемная-под нулевым. Для реализации подобного устройства необходимо,
чтобы передающая часть имела отдельный, изолированный от земли
источник тока, общая точка которого («плавающая» земля) является одним
из дифференциальных входов.
Рисунок 8.3 - Принцип измерения напряжения с помощью гальванически
изолированного усилителя
Существуют две возможности передачи результата измерения на
электрически изолированную приемную часть: с помощью трансформатора
или оптической связи. При передаче с помощью трансформатора необходимо
применить модуляцию достаточно высокой несущей частоты (амплитудную
или частотную). При оптической связи, напротив, можно непосредственно
передавать постоянное напряжение. При высоких требованиях к точности
можно преобразовать аналоговый сигнал на передающей части в цифровую
форму и передавать числовую величину на приемную часть с помощью
оптической связи, как показано на рисунке 8.3. При этом нелинейность
оптической связи не играет роли.
Возможность оптической передачи аналогового сигнала иллюстрируется
рисунком 8.4.
Изолированные усилители с трансформаторной или оптической связью
поступают в продажу в виде готовых модулей. На передающей стороне
расположены электрометрический или фазоинверсный усилитель, а также
электрометрический вычитатель. Большинство типов модулей содержит
встроенный в передающую часть преобразователь постоянного напряжения
для незаземленного источника тока, так что снаружи необходимо
подключить только заземленный источник тока. Допустимая разность
потенциалов между передающей и приемной частями составляет, как
правило, несколько киловольт.
36
Рисунок 8.4 - Оптическая передача аналоговой величины
2. Измерение тока
Изолированные от земли амперметры с малым падением напряжения
Изолированный от земли амперметр можно реализовать при помощи
электрометрического вычитателя, показанного на рисунке 8.2, подключив
между его входами токоизмерительный резистор. Из-за введения этого
резистора теряется малое входное сопротивление усилителя. Однако если,
как показано на рисунке 8.5, в цепь отрицательной обратной связи входных
усилителей включить измерительный резистор, падение напряжения на
изолированном амперметре будет очень мало. Выходное напряжение при R1
=R'1 = R2= R'2 будет равно Ua = 2RI.
Благодаря отрицательной обратной связи через резисторы R2 и R'2
потенциал VN устанавливается равным Ve. Разность потенциалов между
входами 1 и 2 также равна нулю. На вычитающий усилитель ОУ 3 поступает
разность V1 — V2. Его выходное напряжение составляет
Ua = R1(1 + R2/ R'2)I.
Это напряжение пропорционально протекающему току.
Рисунок 8.5 - Незаземленный амперметр с малым падением напряжения
Измерение тока при высоком потенциале
Рассмотренная схема пригодна для измерения тока при напряжении, не
превышающем напряжение питания. Для измерения тока при высоком
37
потенциале подходит простая схема, если изолированный усилитель
подключить к «плавающей» земле. Выходное напряжение с помощью
изолированного усилителя определяется относительно нуля.
Аппаратурные затраты могут быть существенно сокращены, если при
измерении тока можно допустить падение напряжения от 1 до 2 В (например,
в анодной цепи высоковольтных радиоламп). В этом случае измеренный ток
может просто протекать через светодиод оптической пары. При этом не
нужен изолированный от земли источник тока. Для линеаризации
передаточной характеристики можно, как показано на рисунке 8.6, на
приемной стороне использовать опорную оптическую связь (пару). Ее
входной ток I2 с помощью операционного усилителя устанавливается таким,
чтобы фототоки опорной и измерительной пар взаимно уничтожались. Если
обе связи хорошо согласованы, то I2 = I. Этот ток может быть измерен по
создаваемому на заземленном резисторе R падению напряжения.
Ua = RI.
Рисунок 8.6 - Простой изолированный усилитель для измерения тока
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [3]; 3. [4]; 4. [8]; 5. [9]; 6. [16].
Контрольные задания для СРС (тема 8) [1, 3, 4, 8, 9, 16]
Ответить на следующие вопросы:
1. Почему для измерения тока и напряжения имеется необходимость
создания специальных схем?
2. Требования предъявляемые к измерительным схемам?
3. Почему для измерения малых значений напряжения применяют
дифференциальные усилители?
4. Почему для измерения больших значений напряжений применяют
изолированные усилители?
6. Причина использования незаземленных вольтметров и амперметров?
Тема 9 Измерительные выпрямители: выпрямитель среднего
значения; амплитудный выпрямитель; схема выборки-хранения;
фазочувствительный выпрямитель. (1 час)
План лекции:
1. Выпрямитель среднего значения;
38
2. Амплитудный выпрямитель;
3. Схема выборки-хранения;
4. Фазочувствительный выпрямитель.
1. Выпрямитель среднего значения
Для измерения и преобразования электрических сигналов используются
различные схемы на основе ОУ.
Для измерения параметров переменного напряжения среднего,
эффективного (действующего) амплитудного можно воспользоваться
различными диодными схемами. Однако они пригодны лишь для
сравнительно больших значений из-за падения напряжения на диодах.
Для измерения (выпрямления) можно воспользоваться выпрямителем с
управляемым источником тока, как показано на рисунке 9.1.
Рисунок 9.1 - Выпрямитель с управляемым источником тока
Выходной ток источника тока
U ВХ
.
R
Такую схему можно использовать только для измерения в аналоговых
мультиметрах т.к. схема изолирована от земли.
Если этот сигнал в дальнейшем должен обрабатываться (например,
преобразовать в цифровой вид) необходимо обеспечить выходное
напряжение относительно земли.
Ток IA может быть представлен в форме выходного напряжения,
например с помощью преобразователя ток – напряжение показанного на
рисунке 9.2.
I 
39
Рисунок 9.2 - Преобразователь ток – напряжение
Рисунок 9.3 - График преобразователя ток – напряжение
Двухполупериодный выпрямитель на одном ОУ
Рисунок 9.4 - Двухполупериодный выпрямитель на одном ОУ
R3
; RВЫХ  0 ;
R1
R3  R1  R 2
U  R2
; RВЫХ 
;
U ВХ  0 ; U ВЫХ  ВХ
R1  R 2
R1  R 2
при U ВХ  0 ; U ВЫХ  U ВХ
если R1  R 2  2R3 , то U ВЫХ  0,5 U ВХ , т.е. в зависимости от полярности
выходного сопротивления выпрямитель изменяется.
2. Амплитудный выпрямитель
40
Предназначены для формирования постоянного выходного напряжения,
пропорционального или импульсивного напряжения.
Можно построить амплитудные выпрямители среднего значения. Емкость
конденсатора должна быть такой, чтобы постоянная времени разряда была
много больше периода входного сигнала.
Рисунок 9.5 - Простейший активный амплитудный выпрямитель
При Uвх > 0 конденсатор С заряжен до амплитуды входного сигнала
выходным током ОУ проходящих через диод.
Когда напряжение Uвх станет меньше чем амплитуда на С, то за счет того,
что на неинверсируемом входе ОУ станет отрицательным и диод закроется.
R1 ограничивает ток разряда С через вход ОУ при выключенном
напряжении питания R2 ограничивает выходной ток ОУ при заряде
конденсатора.
3. Схема выборки-хранения
Задача схемы выборки–хранения состоит в быстром заряде конденсатора
до значения входного напряжения по поданной команде и удержании этого
входного напряжения на выходе в течение продолжительного времени.
Схемы выборки-хранения используются широко в системах сбора
данных, в цифровых системах управления, цифровых системах связи.
Схема выборки-хранения сохраняет свое выходное аналоговое
напряжение постоянным, пока оно не будет преобразовано в цифровой код.
Рисунок 9.7
4. Фазочувствительный выпрямитель
41
Фазочувствительные
демодуляторы
находят
применение
при
фазочувствителъном выпрямлении переменных напряжений. Применение ОУ
в таких выпрямителях позволяет повысить точность работы, увеличить
входное и уменьшить выходное сопротивление, получить одновременно с
выпрямлением также и усиление входного сигнала.
На рисунке 9.9, а и б показаны схемы фазочувствительных демодуляторов,
содержащих ОУ и МОП-ключи (МОП-ключи условно показаны в виде
механических ключей).
Будем считать, что в демодуляторе по схеме рисунке 9.9, а R1=R, R2=R,
R3=R. В этом случае, когда ключ замкнут, выходное напряжение
определяется равенством UВЫХ= - UВХ. Если же ключ разомкнут,
Недостатком демодулятора по схеме рисунок 9.9, а является
непостоянство входного сопротивления: оно изменяется в зависимости от
того, замкнут ключ или разомкнут. В этом смысле лучшим является
демодулятор по схеме рисунок 9.9, б: его входное сопротивление не зависит
от состояния ключа. Если по-прежнему считать, что R1=R, R2=R, R3=R и
принять R4=R, R5=R, то для демодулятора по схеме рисунок 9.9, б при
замкнутом и разомкнутом состояниях ключа соответственно получим
Условие
равенства
модулей
коэффициента
передачи
противоположных знаках этого коэффициента приводит к уравнению
Отсюда находим
Обозначим буквой k модуль коэффициента передачи демодулятора:
а)
б)
42
при
в)
Рисунок 9.9 - Схемы фазочувствительных демодуляторов на основе ОУ
Выразим величину :
Тогда получим
Задаваясь величиной k и выбирая удобное значение , мы можем по
формулам найти величины  и . В частности, если k=0,5 и =1, то =2 и
=1, т. е. R1=R3=R4=R5=R, R2=2R
Интересная схема фазочувствительного демодулятора показана на
рисунок 9.9, в. По своим свойствам этот демодулятор аналогичен кольцевому
диодному демодулятору. Его выходное напряжение определяется равенством
Нетрудно увидеть, что в данном случае большее из входных напряжений
проявляет себя как коммутирующее: от него зависит только знак выходного
напряжения. Размер же выходного напряжения определяется меньшим
входным напряжением. Преимущество фазочувствительного демодулятора
рисунок 9.10, в перед обычным кольцевым диодным демодулятором
заключается в значительно более высокой точности преобразования,
поскольку в данном случае прямые сопротивления диодов практически не
влияют на величину
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [2]; 3. [3]; 4. [8]; 5. [9]; 6. [16].
Контрольные задания для СРС (тема 9) [1, 2, 3, 8, 9, 16]
Ответить на следующие вопросы:
43
1. Чем измерительный выпрямитель отличается от простого диодного
выпрямителя?
2. В чем отличие выпрямителей среднего значения от амплитудных
выпрямителей?
3. Где применяются схемы выборки - хранения?
4. Объясните принцип действия фазочувствительного выпрямителя.
5. Для чего применяются в измерительной технике фазочувствительные
выпрямители?
Тема 10 Активные фильтры:
реализация. (1 час)
План лекции:
1. Общие сведения;
2. Фильтры нижних частот;
3. Фильтр Баттерворта;
4. Фильтры Чебышева;
5. Фильтр Бесселя.
сфера
применения;
расчет
и
1. Общие сведения
Пассивные фильтры представляют собой устройство, которые создаются
на основе резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, т.е из
пассивных схемных элементов. Эти фильтры пригодны для работы в
определенных диапазонах частот, но не подходят для низких частот.
Пассивные фильтры ослабляют частоты в полосе пропускания, а не
только в полосе подавления.
Для применения фильтров в диапазоне низких частот из схем желательно
исключить катушки индуктивности. Это достигается разработкой активных
фильтров на основе резисторов, конденсаторов и одного или нескольких
активных приборов (транзисторов, зависимых источников и т.д.). Чаще всего
используются операционные усилители.
По сравнению с пассивными, активные фильтры имеют следующие
преимущества:
1) в них используются только сопротивления и конденсаторы, т.е.
компоненты, свойства которых ближе к идеальным, чем свойства катушек
индуктивности.
2) они относительно дешевы.
3) они могут обеспечивать усиление в полосе пропускания и (в отличии
от пассивных фильтров) редко вносят существенные потери.
4) использование в активных фильтрах ОУ обеспечивает развязку входа
от выхода (поэтому активные фильтры легко делать многокаскадными и тем
самым улучшать их показатели.
5) активные фильтры относительно легко настраивать.
6) фильтры для очень низких частот могут быть построены из
компонентов имеющих умеренные значения параметров.
44
7) активные фильтры невелики по размерам и массе.
Активные фильтры имеют и недостатки. Они нуждаются в источнике
питания, а их рабочий диапазон частот ограничивается сверху максимальной
рабочей частотой операционного усилителя. Это приводит к тому, что
большинство активных фильтров может работать лишь на частотах, не
превышающих несколько мегагерц.
Передаточная функция реализуемого фильтра (фильтра на основе
реальных схемных элементов) представляет собой отношение номиналов
U ВЫХ ( p) am p m  am1 p m1  ...  a1 p  a0 ;
K ( p) 

U ВХ ( p)
bn p n  bn1 p n1  ...  b1 p  b0
Коэффициенты a и b – вещественные постоянные величины m и n
=1,2,3… (m<=n).
Степень номинала знаменателя n определяет порядок фильтра.
Реальные амплитудно-частотные характеристики лучше (более близки к
идеальным) для фильтров более высокого порядка. Однако повышение
порядка связано с усложнениями схем и более высокой стоимостью.
Если в выражении для k(p) все коэффициенты а равны нулю за
исключением а0, то передаточная функция представляет собой отношение
постоянного числа к номиналу. В этом случае фильтр является все полюсным
или номинальным.
В данном случае полюс – это RC- цепь фильтра. Он указывает на
слагаемое наклона характеристики на переходном участке, обусловленное
одной (любой) из RC-цепей, используемых для формирования частотной
характеристики активного фильтра. Каждый полюс (RC-цепь) вносит в
наклон переходного участка характеристики свои 6дБ/октава.
Порядок фильтра – это число его полюсов.
2. Фильтры нижних частот
ФНЧ представляет собой устройство, которое пропускает сигналы
нижних частот и задерживает сигналы высоких частот.
Полоса пропускания – интервал частот 0<W<Wc
Полоса задерживания – W>Wc
Переходная область – Wc<W<W1 (Wc- частота среза)
Максимальное затухание в полосе пропускания (в децибелах) 1 не
превышает 3дБ, а минимальное затухание в полосе задерживания 2 (типовое
значение) 20  2  100дБ (0,1  2  0,00001)
Коэффициент усиления ФНЧ представляет собой значения его
передаточной функции при p=0 или, что одно и то же значение его АЧХ на
частоте W=0.( т.е А).
Наиболее известные классы фильтров:
Фильтр Батерворта;
Фильтр Чебышева;
Фильтр Бесселя;
45
Инверсный (обратный) фильтр Чебышева;
Эллиптический фильтр.
3. Фильтр Баттерворта
Частотные характеристика фильтра Баттерворта в пределах полосы
пропускания весьма близка к равномерной, и ее называют максимально
плоской. Наклон переходного участка характеристики фильтра Баттерворта
равен 6дб/октава на полюс.
Фильтр
Баттерворта
имеет
нелинейную
фазово-частотную
характеристику (время, которое требуется для прохождения сигнала через
фильтр, зависит от частоты нелинейно). Поэтому ступенчатый сигнал или
импульс, поданный на вход фильтра Баттерворта, вызывает выброс на его
выходе.
Используется фильтр Баттерворта в тех случаях, когда желательно иметь
одинаковый коэффициент усиления для всех частот в полосе пропускания.
4. Фильтры Чебышева
Характеристика фильтра Чебышева имеет волнообразные зубцы в полосе
пропускания и равномерна в полосе подавления. Количество зубцов
характеристики в полосе пропускания такого фильтра больше, чем выше его
порядок. Амплитуда этих зубцов может быть задана при конструировании
фильтра и обычно устанавливается на уровне 0,5;1;2 или 3дБ, причем
увеличение допустимой амплитуды зубцов позволяет получить более крутой
наклон характеристики фильтра на переходном участке.
На переходном участке наклон характеристики фильтра Чебышева может
превышать 6дБ/октава на один полюс. Фильтр Чебышева оказывается весьма
полезным в тех случаях, когда желательно иметь на переходном участке
очень высокую скорость изменения ослабления, т.е очень крутой наклон
характеристики.
Зависимость ослабления (в дБ) на переходном участке (ОПУ) фильтра от
частоты имеет вид:

ОПУ  20 lg   6(n  1)  20 lg( ) ;
C
где n-порядок фильтра.
- постоянная, принимающая значения между 1 и 0, и характеризующая
неравномерность характеристики фильтра в полосе пропускания:
неравномерность 0,5дБ соответствует величине  =0,3493, а неравномерность
3дБ – соответствует =0,9976.
Это больше, чем у фильтра Баттерворта на величину 20lg  + 6 (n-1).
При данном наклоне переходного участка характеристики фильтра
Чебышева могут иметь меньше число полюсов и быть более простыми, чем
46
фильтры Баттерворта, и их можно использовать в тех случаях, когда не
требуется, чтобы АЧХ фильтра была равномерна в полосе пропускания.
Запаздывание по фазе в фильтре Чебышева еще более нелинейно, чем для
фильтров Баттерворта. Чем выше порядок и чем выше больше
неравномерность (в полосе пропускания) фильтра Чебышева, тем более
нелинейна его фазо-частотная характеристика и тем большие выбросы
получим, подавая на вход такого фильтра ступеньки и импульсы.
Пик характеристики не совпадает с частотой среза, и его величина
меняется в зависимости от неравномерности характеристики в полосе
пропускания. Пиковая частота связана с частотой среза соотношением
f П  f СР 2  ( 2 / 2 ) - ФНЧ;
f П  f СР 1  ( 2 / 2 ) - ФВЧ;
где  - коэффициент затухания
5. Фильтр Бесселя
У фильтра Бесселя запаздывание по фазе сигнала на выходе фильтра
относительно сигнала на его входе линейно возрастает с частотой. Поэтому
фильтры Бесселя почти не дают выброса при подаче на их вход ступенчатых
сигналов.
Фильтры Бесселя имеют наклон характеристики на переходном участке
менее 6дБ/октава. Частота среза фильтра Бесселя определяется как частота,
на который запаздывание по фазе равно половине запаздывания,
максимально возможно для данного фильтра
Q(f СР )  Q MAX / 2  (n / 2) / 2 рад,
где Q – запаздывание по фазе, n – порядок фильтра
В инверсном фильтре Чебышева АЧХ монотонно изменяется в полосе
пропускания и пульсирует в полосе заграждения.

В полосе заграждения А(p) пульсирует между значениями 0 и
(1   2 )
У эллиптического фильтра АЧХ характеризуется равномерными
пульсациями как в полосе пропускания так и в полосе заграждения, но имеет
очень крутой наклон на переходном участке.
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [2]; 3. [3]; 4. [7]; 5. [8]; 6. [9].
Контрольные задания для СРС (тема 10) [1, 2, 3, 7, 8, 9]
Ответить на следующие вопросы:
1. Назвать четыре преимущества активных фильтров перед пассивными.
47
2. Начертить по памяти частотные характеристики фильтров нижних и
верхних частот и полосового фильтра. Обозначить на этих рисунках полосу
пропускания, полосу заграждения (подавления) и переходный участок.
3. Перечислить преимущества каждого из следующих типов фильтров:
Баттерворта, Чебышева и Бесселя.
4. Рассчитать схему с параллельной обратной связью, реализующую
полосовой фильтр второго порядка с fi = 1 кГц, f2= 1,2 кГц и Кп = 5.
Положить С = 0,0033 мкФ.
Тема 11 Компараторы сигналов. (1 час)
План лекции:
1. Компараторы сигналов на ОУ;
2. Регенеративные компараторы (триггеры Шмитта).
1. Компараторы сигналов на ОУ
Для определения момента равенства двух сигналов используются схемы
включения ОУ в компараторных режимах, в которых можно использовать
как один вход ОУ, так и оба. Петля ООС обычно не замыкается. Если в схеме
компаратора ОУ охватывается слабой положительной ОС, то передаточная
характеристика компаратора приобретает гистерезисные свойства.
Одновходовой компаратор сигналов предназначается для сравнения
разнополярных входных напряжений, причем в момент их равенства по
абсолютной величине выходное напряжение компаратора UВЬ1Х
переключается в другое предельное состояние. До момента времени 
напряжение Uc меньше по модулю, чем опорное напряжение Еоп, поэтому
последнее определяет состояние выхода. В данном случае Еоп > 0, поэтому
Uвых  ЕК-. После достижения входным сигналом UС порогового значения -Еоп
(R1/R2), выходное напряжение определяется входным сигналом Uc, при этом
напряжение Uвых становится равным Еk+. В момент точного равенства Uc =
Eon (R1/R2), усилитель компаратора находится в неустойчивом линейном
режиме. Переключение состояния выхода происходит с некоторой задержкой
, которая определяется временем перезаряда паразитных емкостей схемы
ОУ.
Наклон
линейной
переходной
характеристики
определяется
коэффициентом усиления ОУ и его скоростью отклика р. Чтобы увеличить
скорость переключения, ОУ в схемах компараторов используется без ООС.
Одновходовой компаратор имеет ограниченное входное сопротивление,
однако позволяет сравнивать большие по амплитуде сигналы без появления
ошибок синфазной составляющей Uсинф. Амплитуда сигналов между
входами ОУ не должна превышать допустимого уровня для входных
дифференциальных сигналов, однако относительная точность сравнения
сигналов тем выше, чем больше амплитуда. В цепь неинвертирующий вход
— земля необходимо включать балансирующий резистор Rбал = R1 R2.
48
Двухвходовой компаратор позволяет сравнивать сигналы одинаковой
полярности.
Уровень этих сигналов должен находиться в пределах допустимого для
данного ОУ синфазного входного напряжения Eсинф. Когда сигналы,
подаваемые на разные входы, уравниваются, выходной сигнал компаратора
должен быть равен нулю.
В схеме на основе ОУ типа A709 амплитуда сигнала, возникающего на
выходе, ограничена с помощью диодов VD1 и VD2, поэтому сигнал от
компаратора можно непосредственно подавать на входы низкоуровневых
цифровых ИС. Эту же схему выходной цепи можно применить для
одновходового компаратора. Для данной схемы компаратора минимальная
разность входных сигналов UC — Еоп, при которой будет достигнут порог
срабатывания цифровой ИС (Un  2 В, при К0 = 40 тыс.), составляет
Uc - Еоп  min = Un/K0 = 0,05 мВ
Для двухкаскадных ОУ, аналогичных LM101, амплитуда выходного
сигнала ограничивается с помощью стабилитрона, подключаемого ко
второму каскаду усиления. В реальной схеме к рассчитанному значению
порога срабатывания компаратора необходимо прибавить ошибки,
возникающие за счет входных токов ОУ, напряжение смещения нуля и
синфазной составляющей сигнала. Последняя особенно велика для
двухвходового компаратора, определяющего момент равенства двух
однополярных сигналов большого уровня. Время нарастания выходного
сигнала компаратора, построенного на стандартном ОУ, до уровня -+-4 В при
превышении U0 — Еоп = 10 мВ составляет примерно 0,5 мкс, время задержки
выходного сигнала 3 ... 5 мкс.
2. Регенеративные компараторы (триггеры Шмитта)
Регенеративный компаратор (рисунок 11.1, а) — это схема с
положительной ОС. Если опорное напряжение на его входе отсутствует (Еоп
= 0), то компаратор срабатывает по собственному порогу, т. е. является
триггером Шмитта. Уровень этого порога определяется предельными

уровнями выходного сигнала U вых
max и коэффициентом положительной ОС
 = R1/(R1 + R2).
Напряжение порога срабатывания регенеративного компаратора (триггера
Шмитта)
UП = Uн/2 = Uвых max/(2).
Напряжение UН является напряжением гистерезиса триггера Шмитта.
Вводить гистерезис в компаратор целесообразно в том случае, если сигнал
приходит на фоне помех: после переключения выходного сигнала
компаратора относительно большим импульсом сигнала напряжение UH
служит запасом на помехоустойчивость, поскольку возврат компаратора в
исходное состояние произойдет лишь когда сигнал уменьшится на заданную
величину UН
49
а — функциональная схема; 6 — принципиальная схема;
в — передаточная характеристика
Рисунок 11.1 - Компаратор с гистерезисной характеристикой:
На рисунке 11.1, б представлены полная схема регенеративного
компаратора и его характеристика переключения. Выходной сигнал данной
схемы (рисунок 11.1, в) совместим со входными сигналами цифровых ИС.
Напряжение гистерезиса в этой схеме
U Н  ( U ВЫХ  U ВЫХ ) /[R 1 /(R 1  R 2 )]  4.2мВ
Схема регенеративного компаратора с положительной ОС является
основой триггерных и мультивибраторных схем, строящихся на ОУ.
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [2]; 3. [3]; 4. [7]; 5. [8]; 6. [9].
Контрольные задания для СРС (тема 11) [1, 2, 3, 7, 8, 9]
Ответить на следующие вопросы:
1. Объясните принцип работы компаратора.
2. Какие параметры характеризуют работу компараторов?
3. Для чего применяются в измерительной технике компараторы
напряжения?
4. Что такое триггер Шмитта?
5. Построить схему сравнения двух сигналов на основе триггера Шмитта
с напряжением гистерезиса равным 10 мВ.
Тема 12 Генераторы сигналов. Основные принципы построения.
Синусоидальные генераторы. (1 час)
План лекции:
1. Общие сведения;
2 Синусоидальные генераторы.
50
1. Общие сведения
Генераторами сигналов называются электронные схемы, формирующие
переменное напряжение требуемой формы и частоты.
Можно выделить четыре типа наиболее известных и используемых на
практике сигналов: прямоугольной, треугольной, пилообразной и
синусоидальной форм.
Строятся генераторы на основе транзисторов, операционных усилителей
и компараторов. Генераторы сигналов прямоугольной формы строятся также
на основе логических элементов.
Задание необходимой частоты осуществляется при помощи RC-цепей или
кварцевых резонаторов, если необходима высокая стабильность.
2 Синусоидальные генераторы
Простейшим методом формирования синусоидальных колебаний
является метод компенсации потерь в LC – колебательном контуре при
помощи усилителя.
LC – генераторы почти не используются для получения низкочастотных
колебаний, так как при этом требуются большие величины индуктивности и
емкости.
Преимущественно используются генераторы, у которых частота
генерации определяется параметрами RC – фильтров.
Часто применяется генератор на основе моста Вина (рисунок 12.1).
Рисунок 12.1 - Генератор на основе моста Вина
При
R3
R1 C 2


R 4 R 2 C1
в устройстве возникают автоколебания, частота
которых определяется формулой:
02 
1
R1  R 2  C 1  C 2
Обычно используют значения R1=R2=R;
автоколебаний находят по соотношению
51
C1=C2=C,
а
частоту
f0 
1
2RC
Причем автоколебания возникают при условии, что коэффициент
усиления на ОУ и резисторах R3 и R4, больше 3, т.е. должно быть выполнено
условие
R3
 2.
R4
Установившееся колебания в замкнутой цепи возможны только при
условии точного равенства единице коэффициента петлевого усиления на
частоте f 0 . Но для возникновения автоколебаний нужно чтобы вначале
коэффициент петлевого усиления был больше единицы.
Для получения гармонических колебаний с малыми искажениями
используют инерционно-нелинейную цепь отрицательной обратной связи
ОУ. Нужный характер нелинейности обеспечивается тогда, когда с ростом
амплитуды сигнала уменьшается сопротивление R3 или увеличивается R4.
Поэтому вместо R3 можно включить полупроводниковый терморезистор или
вместо R4 – металлический терморезистор (например, миниатюрная лампа
накаливания). Малые резисторы терморезистора нужны для того, чтобы
обеспечить его разогрев относительно маломощным сигналам.
Другой вариант построения схемы генератора Вина представлен на
рисунке 12.2.
Рисунок 12.2 - Генератор Вина
Когда напряжение на выходе генератора становится больше напряжения
пробоя стабилитрона, тот или другой стабилитрон (в зависимости от
полярности Uвых) открывается и шунтирует резистор R5, уменьшая
коэффициент усиления усилителя и предотвращая тем самым достижения
напряжением Uвых уровня Uнас. Резистор R3 позволяет регулировать
амплитуду Uвых в пределах от 1,5 Uст до Uнас. Получаемая в результате
синусоида имеет очень малые нелинейные искажения. Чтобы исключить
нагрузки на генератор следует подключить к его выходу повторитель
напряжения.
52
Существуют и другие схемы регулирования коэффициента усиления, а
также схемы генераторов синусоидальных колебаний, например: на основе
двойных Г – образных RC – цепей.
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [9]; 5. [16].
Контрольные задания для СРС (тема 12) [2, 3, 8, 9, 16]
Ответить на следующие вопросы:
1. Область применения генераторов в измерительной технике.
2. Принцип работы генератора синусоидальных колебаний по схеме 12.1.
3. Укажите причину, по которой необходима автоматическая
стабилизация амплитуды генератора с мостом Вина.
4. Функции выполняемые операционным усилителем в схеме генератора.
Тема
13
Генераторы
сигналов
Мультивибраторы. (1 час)
План лекции:
1. Генераторы прямолинейной формы;
2. Генератор сигналов треугольной формы.
специальной
формы.
1. Генераторы прямолинейной формы
Генераторы
прямолинейной
формы
или
автоколебательный
мультивибратор.
Наиболее простые схемы на основе ОУ охваченного ООС и ПОС. Причем
ПОС по своему действию во времени должна быть опережающей по
отношению к ООС. Тогда цепь ПОС обеспечивает лавинообразный переход
из одного состояния в другое, а цепь ООС (совместно с ПОС) ограничивает
время пребывания устройства в каждом из состояний.
Рисунок 13.1
ПОС выполнена на основе резистивного делителя R3, R4 и цепь ООС
содержит пассивный интегратор R1, С1.
53
Кратко работа автоколебательного мультипликатора описывается
следующим образом:
1) при Uвых = +Uнас конденсатор С перезаряжается от UПН (нижнее
R3
пороговое напряжение) U ПН 
( U НАС ) ,
R3  R 4
R3
до Uпв (верхнее пороговое значение) U ПН 
( U НАС ) и
R3  R 4
переключает схему в состояние Uвых = -Uнас.
2) при Uвых = -Uнас конденсатор перезаряжается от UПВ до UПН и
переключает схему в состояние Uвых = +Uнас. Время необходимое для заряда и
разряда С1 определяет частоту работы мультивибратора.
Период колебаний
R3
T  2C1  R1  ln(1  2 
) (сек); R – Ом, C – Фарады;
R4
или если R3= 0,86 R4, то
1
T  2C1 R1 , а частота f 
(Гц).
2R1  C1
2. Генератор сигналов треугольной формы
Схемы, генерирующие сигнал линейно-нарастающей треугольной или
пилообразной формы содержат формы конденсатор, заряжающейся
неизменным током.
Рисунок 13.2 - Схема генератора линейно-изменяющнгося напряжению
Напряжение ЕВХ и резистор R1 задают ток I 
U ВЫХ  Е ВХ
Е ВХ
,
R1
1
t,
R1  С1
где Uвых; Евх – В;
R1 – Ом;
С1 – фарады;
t – сек.
Для получения сигнала определенной формы необходимо изменять
периодически полярность входного напряжения ЕВХ.
Подключив выход генератора линейно-изменяющегося напряжения ко
входу компаратора (триггер Шмитта), а выход компаратора – ко входу
54
генератора получим схему генератора напряжения треугольной формы
рисунок 13.3.
Рисунок 13.3 - Генератор напряжения треугольной формы
Рисунок 13.4
R3 = 2 R2
R2
UТ Р 
 U НАС
R3
U ГИС  2U  ТР
Время нарастания сигнала t н  
U ГИС
 R1  C1
 U НАС
 U ГИС
 R1  C1
 U НАС
Тогда период колебаний
U
U
U
T  ГИС  R1  C1  ГИС  R1  C1  2R1  C1  ГИС
U НАС
U НАС
U НАС
U
1
1
Частота f  
 НАС
T 2R1  C1 U ГИС
R2
Период T  4R1  C1 
(сек)
R3
1
1
R3
Частота f  
 ( ) (Гц)
T 4R1  C1 R 2
Время спада t C  
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [9]; 5. [16].
Контрольные задания для СРС (тема 13) [2, 3, 8, 9, 16]
55
Ответить на следующие вопросы:
1. Назовите основную функцию ОУ в генераторе сигналов прямоугольной
формы, изображенном на рисунке 13.1.
2. Назовите функции, выполняемые соответственно усилителями в
генераторе сигналов треугольной формы рисунке 13.3.
3. Какие еще названия ждущего мультивибратора Вы знаете?
4. Рассчитать генератор по схеме 13.4 на частоту генерации 1 кГц и
проверить правильность расчетов в программе EWB.
Тема
14
Аналоговые
схемы
преобразователи сигналов. (1 час)
План лекции:
1. Функциональные преобразователи;
2. Логарифмические преобразователи.
умножения.
Нелинейные
1. Функциональные преобразователи
Функциональные преобразователи позволяют воспроизводить требуемую
функциональную зависимость между выходным и входным сигналами
Воспроизводятся сложные функциональные зависимости обычно путем
кусочно-лнней-ной аппроксимации Вместе с тем имеется один класс
зависимостей — логарифмические, которые достаточно хорошо можно
воспроизвести непосредственно, не применяя аппроксимирующей функции
Кусочно-лннейные функциональные преобразователи. Широко известны
и применяются диодные функциональные преобразователи, в которых
требуемая зависимость Uвых от Uвх достигается за счет использования
нелинейных характеристик полупроводниковых диодов.
Для построения точных функциональных преобразователей применяются
звенья, подобные рассмотренным выше выпрямителям среднего значения.
Схема одного из возможных вариантов такого звена показана на рисунке
14.1, а. Если равно нулю напряжение смещения Uсм, то работа этого
устройства не отличается от работы соответствующего выпрямителя. При

этом на зажимах U вых
появляется положительное напряжение только при Uвх

 0, а на зажимах U вых
появляется отрицательное напряжение только тогда,
когда Uвх  0.
Подача положительного или отрицательного напряжения смещения
позволяет сместить влево или вправо точку на оси Uвх, начиная с которой
значение Uвых отлично от нуля (рисунок 14.1, б). Крутизна наклонных


участков кривых U вых
и U вых
на графиках рисунок 14.1, б определяется,
очевидно, отношениями R2/R1 и R3/R1.
56
Рисунок 14.1 - Простейший функциональный преобразователь
на основе ОУ (а) н его характеристики (б)
Рассмотрим, каким образом с помощью звеньев, подобных показанному
на рисунок 14.1, а, можно воспроизвести сложную функциональную
зависимость.
Пусть требуется реализовать зависимость, представленную кривой 1 на
рисунок 14.2, а. Исходя из допустимой погрешности аппроксимации, находим
аппроксимирующую кусочно-линейную кривую 2. Как видим, в нашем
примере эта кривая состоит из трех линейных участков. Схема
соответствующего функционального преобразователя показана на рисунок
14.2, б.
2. Логарифмические преобразователи
Логарифмические преобразователи строятся на основе операционных
усилителей и полупроводниковых диодов или триодов. При этом используется
экспоненциальная зависимость тока I через открытый р-n-переход от
напряжения U на этом переходе. Эта зависимость определяется
соотношением:
где Is—обратный ток насыщения р-n -перехода; q— заряд электрона (q*=
=1,610-19 Кл); k - постоянная Больцмана (k = 1.3810-23Дж/К; Т — абсолютная
температура. Величина kT/q при 300 К равна примерно 26 мВ.
При U  26 мВ единицей в равенстве можно пренебречь, и тогда, задавая
ток через диод, мы будем получать напряжение на нем пропорциональным
логарифму тока:
57
Рисунок 14.2 - Кусочно-линейная аппроксимация (а)
и реализующий ее преобразователь (б)
Зависимость достаточно точно соблюдается в диапазоне от весьма малых
токов (при которых все же выполняется условие I  Is) до больших токов
(при которых еще не заметно влияние падения напряжения на резистивных
сопротивлениях в р- и в n-слоях по сравнению с падением на р-n-переходе).
Общий относительный диапазон, в котором характеристика диода близка к
экспоненте, составляет 104—105.
При построении логарифмирующего преобразователя включают диод в
цепь обратной связи инвертирующего усилителя. Соответственно выходное
напряжение усилителя будет равно напряжению на диоде, которое, в свою
очередь, будет изменяться пропорционально логарифму входного напряжения
усилителя. Наряду с диодами в таких преобразователях применяют также
транзисторы, для которых связь между током коллектора и напряжением база
- эмиттер также подчиняется соотношению.
Как видно из приведенных формул, вольтамперная характеристика р-n
перехода существенно зависит от температуры. Поэтому борьба с
температурной погрешностью является непременным условием обеспечения
точной работы логарифмических преобразователей. Обычно для этой цели
58
применяют дифференциальное включение одинаковых р-n переходов, в одном
из которых ток определяется входным сигналом, а в другом - поддерживается
постоянным.
В качестве примера рассмотрим схему перемножителя, показанного на
рисунке 14.3. В этом перемножителе выходное напряжение усилителя ОУ1
определяется разностью базо-эмиттерных напряжений транзисторов Т1 и Т2.
При этом коллекторные токи этих транзисторов поддерживаются
усилителями ОУ1 н ОУ2 на уровнях соответственно U1 /R1 и U2 /R2.
Транзисторы T1 и T2, а также ТЗ и Т4 входят в одну интегральную схему
так, что можно считать их параметры одинаковыми.
Аналогичным образом можно найти напряжение на базо-эмиттерном
переходе транзистора Т3
На эмиттер транзистора Т4 подается разность напряжений Uвых1 и UБЭ3
Учитывая, что база Т4 заземлена, можем записать
Соответственно коллекторный ток транзистора Т4 будет
Выходное напряжение ОУ4 в итоге будет
Как видим, в данном случае три операционных усилителя ОУ1—ОУЗ
совместно с транзисторами Т1 – Т3 используются в схемах логарифмических
преобразователей. Четвертый ОУ (ОУ4) и транзистор Т4 образуют
антилогарифмический преобразователь.
Рисунок 14.3 - Схема устройства перемножения-деления сигналов
на основе логарифмических преобразователей
В итоге устройство выполняет функцию перемножителя для сигналов U1,
U3 и U 2 1 . Если все транзисторы одинаковы и находятся при одинаковой
59
температуре, то изменение окружающей температуры не будет приводить к
изменению выходного напряжения этого перемножителя. Устройство
работоспособно только при U1, U2, U3,Uвых  0.
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [2]; 3. [3].
Контрольные задания для СРС (тема 14) [1, 2, 3]
Ответить на следующие вопросы:
1. Объясните
принцип
действия
схемы
функционального
преобразователя, приведенной на рисунке 14.1.
2. Объясните принцип кусочно-линейной аппроксимации и где она
используется.
3. Назовите основные показатели аналоговых перемножителей и
разъясните их.?
4. Нарисуйте схему устройства, которое могло бы воспроизводить
степенную функцию (т. е. ех).
Тема 15 Перспективы использования современных электронных
средств в измерительной технике. (1 час)
План лекции:
1. Перспективные направления развития электроники;
2. Использование современных электронных средств в измерительной
технике.
1. Перспективные направления развития электроники
Современный уровень развития микроэлектроники позволяет, используя
известные схемные решения, реализовать их на новом уровне. В частности
миниатюризация позволяет значительно снизить помехи при различных
преобразованиях электрических сигналов. Так например построение
различных
фильтров,
генераторов,
преобразователей
на
основе
поверхностных магнитных волн (ПАВ) позволяет получить устройства
имеющие заданные характеристики, в том числе минимальные погрешности
и малые размеры.
Другим направлением развития микроэлектроники является создание
чувствительных элементов и первичных преобразователей на основе
специализированных интегральных микросхем, позволяющих совместить
несколько функций в одном изделии, имеющем, как правило, единую
конструкцию. Что дает выигрыш не только в реализуемой чувствительности
первичных преобразователей, но и приводит к значительному уменьшению
габаритов электронной аппаратуры, повышению надежности и снижению ее
стоимости.
Например, в результате синтеза микроэлектроники и интегральных
магниточувствительных элементов (преобразователей магнитного поля)
60
возникло
новое
научно-техническое
направление
—
микромагнитоэлектроника. Развитие микромагнитоэлектроники позволяет
разрабатывать и производить, современные магнитоэлектронные устройства
и приборы.
Другим перспективным направлением развития микроэлектроники
является современная фотоэлектроника.
2. Использование современных электронных средств в измерительной
технике
В связи с развитием технологий производства электронных компонентов,
появилась возможность реализации многих принципов измерения тех, или
иных физических величин, которые раньше невозможно было реализовать с
необходимой точностью. С одной стороны это связано с развитием
микропроцессорной техники. Появилась возможность с малыми затратами
производить различную обработку сигналов используя известные
зависимости. Это задачи цифровой техники. В связи с этим задачей
аналоговой техники остается первичное преобразование измеряемой
физической величины с заданной точностью в электрический сигнал.
Рекомендуемая литература
1. [1]; 2. [4]; 3. [6]; 4. [9]; 5. [12].
Контрольные задания для СРС (тема 15) [1, 4, 6, 9, 12]
Ответить на следующие вопросы:
1. Направления развития современной электроники?
2. Как современные достижения электроники используются
измерительной технике?
61
в
4 Методические
указания
(семинарских) занятий
для
выполнения
практических
Практические (семинарские) занятия программой не предусмотрены.
62
5 Методические указания для выполнения лабораторных работ
Лабораторная работа №1. (4 часа)
Тема: Пассивные RC цепи.
Цель работы - Изучение пассивных фильтров.
Порядок выполнения работы:
Фильтры нижних частот
1) Соберите ФНЧ, схема которого приведена на рисунке 1.
Сопротивление резистора и емкость конденсатора выберите из таблицы.
Чему будет равна частота, на которой ослабление достигнет –3 дБ?
R
Uвх
C
Ic
Uвых
Рисунок 1 - Схема ФНЧ первого порядка.  0  RC .
2) Используя в качестве источника входного сигнала функциональный
генератор (Function Generation), который находится на страничке Instruments,
подайте на вход ФНЧ синусоидальные колебания, изменяя их частоту от 100
Гц до 100 кГц. При помощи осциллографа, один луч которого подключен ко
входу фильтра, а второй к выходу, наблюдать изменение амплитуды
выходного сигнала.
3) Используя измеритель АЧХ и ФЧХ (Bode Plotter) со странички
Instruments снимите АЧХ и ФЧХ фильтра в линейном и логарифмическом
масштабах. Сравните их с теоретическими кривыми. Определите, используя
измеритель, частоту среза. Сравните с расчетной (п. 1.2).
4) Используя характеристики полученные по пункту 3 определите
скорость спада АЧХ на частоте f0 и частотах >10f0.
5) Измерьте время нарастания и спада ФНЧ, сравните его с расчетным.
Для этого подайте на вход прямоугольные импульсы с частотой равной
частоте среза.
6) Проведите те же измерения для импульсов с частотой 0,5f0 и 5f0 Гц.
Есть ли отличия?
Фильтр верхних частот
1) Соберите ФВЧ, схема которого приведена на рисунке 2.
Сопротивление резистора и емкость конденсатора выберите из таблицы.
Чему будет равна частота, на которой ослабление достигнет –3 дБ?
63
C
R
Uвх
Ir
Uвых
Рисунок 2 - Схема ФВЧ первого порядка.
2) Используя в качестве источника входного сигнала функциональный
генератор (Function Generation), подайте на вход ФВЧ синусоидальные
колебания, изменяя их частоту от 100 Гц до 100 кГц. При помощи
осциллографа, один луч которого подключен ко входу фильтра, а второй к
выходу, наблюдать изменение амплитуды выходного сигнала.
3) Используя измеритель АЧХ и ФЧХ (Bode Plotter) со странички
Instruments снимите АЧХ и ФЧХ фильтра в линейном и логарифмическом
масштабах. Определите, используя измеритель, частоту среза. Сравните с
расчетной (п. 2.2).
4) Используя характеристики, полученные по пункту 2.3, определите
скорость спада АЧХ на частоте f0 и частотах <0,1f0.
5) Подайте на вход ФВЧ прямоугольные импульсы с частотой 0,1f0. В чем
смысл применения выходных сигналов, которые при этом получились?
Зарисуйте форму входных и выходных сигналов с соблюдением масштабов
по осям.
6) Выполните предыдущий пункт с импульсами треугольной формы.
7) Измерьте амплитуду и ширину импульсов по уровням 0,5 и 0,37 для
пункта 5.
8) Повторите предыдущий пункт при следующих частотах: 0,1f0, f0, 10f0.
Содержание отчета
1. Цель выполнения работы.
2. Схемы исследованных фильтров.
3. Расчеты их параметров.
4. Графики АЧХ и ФЧХ фильтров.
5. Результаты экспериментов. Значения параметров полученные опытным
путем для каждого случая соответственно.
6. Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы
Для чего можно использовать ФВЧ? Хорошо ли работает ФВЧ в качестве
дифференциатора? Какова максимальная скорость нарастания сигнала на
выходе ФВЧ? Какова максимальная скорость спада сигнала на выходе ФВЧ?
Чему равна максимальная амплитуда сигнала на выходе ФВЧ при
прямоугольном входном сигнале? Чему равно полное входное сопротивление
ФВЧ без нагрузки? Чему оно равно на нулевой частоте?
64
Для чего можно использовать ФНЧ? Когда можно использовать ФНЧ в
качестве интегратора? Какова максимальная скорость нарастания сигнала на
выходе ФНЧ? Чему равна максимальная амплитуда прямоугольного сигнала
на выходе ФНЧ? Чему равно полное входное сопротивление ФНЧ без
нагрузки? Чему оно равно на нулевой частоте?
Рекомендуемая литература
1. [8]; 2. [10].
Контрольные задания для СРС [8, 10]
1. Изучить принципы работы и построения RC-фильтров.
2. Пояснить работу фильтров НЧ в качестве интегратора и ВЧ в качестве
дифференциатора.
3. Пояснить работу фильтров НЧ и ВЧ в импульсных цепях.
Лабораторная работа №2. (6 часов)
Тема: Применение ОУ в измерительных приборах и преобразователях.
Цель работы - Исследовать свойства операционного усилителя (ОУ).
Изучить работу усилителей построенных на основе ОУ.
Порядок выполнения работы.
1. Составить и рассчитать схемы усилителей с коэффициентом усиления:
K=–(N*3–N) – для инвертирующего усилителя, K=N*3 – для
неинвертирующего усилителя, K=(N*3+N) – для дифференциального
усилителя, где N - номер варианта.
2. Собрать схемы сумматоров, у которых: а) выходное напряжение было
бы равно нулю, б) напряжение большее в 4 раза больше входного.
Содержание отчёта:
1. Цель выполнения лабораторной работы.
2. Наименование каждого пункта работы, схемы и результаты измерений
и расчётов.
3. Выводы по результатам исследований.
Контрольные вопросы.
1. Что называют обратной связью, отрицательной обратной связью,
положительной обратной связью?
2. Расскажите об устройстве ОУ.
3. Перечислите основные параметры ОУ.
4. Какие виды усилителей на ОУ вы знаете, как вычисляются их
коэффициенты усиления.
5. Опишите работу инвертирующего усилителя.
6. Где применяются мостовые усилители?
7. Выведите формулу для определения выходного напряжения сумматора.
65
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [10].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 8, 10]
1. Объясните принцип работы операционного усилителя.
2. Объясните причину широкого применения ОУ в измерительной
технике.
3. Пояснить источники погрешностей в ОУ.
Лабораторная работа №3. (3 часа)
Тема: Исследование источников опорных напряжений
Цель работы - исследование принципов работы и схемотехнических
решений построения источников опорных напряжений (ИОН).
Порядок выполнения работы:
1 Создайте в EWB, в соответствии с рисунком 1, для моделирования
схему ИОН на стабилитроне с балластным резистором.
Рассчитайте выходное напряжение схемы и коэффициент стабилизации
напряжения для использованных значений параметров элементов.
Рисунок 1
При моделировании схемы в EWB измерьте коэффициент нестабильности
по напряжению (величина обратная коэффициент стабилизации)
К Н .U 
U ВЫХ
,% / В
U ВЫХ  U ВХ
Величины относительных изменений выходного напряжения и
вызвавших их изменений входного, удобно измерять на переменном токе при
66
включении последовательно с источником питания генератора переменного
напряжения.
Снимите зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки.
Измерьте коэффициент нестабильности по току
К Н .I 
U ВЫХ  I Н
U ВЫХ  I Н
rВЫХ  U ВЫХ
I ВЫХ
Используя меню Analysis/Temperature Sweep… проведите анализ
температурной зависимости выходного напряжения в диапазоне температур
10- 650С. Используйте линейное приращение температуры. Обратите
внимание на номер анализируемого узла схемы.
2. Повторите
моделирование
ИОН
для
схемы
"кольцевого"
стабилизатора на двух транзисторах с ООС в соответствии с рисунком
Объясните полученные результаты. Обратите внимание на зависимость
параметров схем ИОН от параметров использованных элементов. В
частности, отметим, что некоторые стабилитроны содержат встроенные
термокомпенсирующие диоды, включенные в прямом направлении
последовательно со структурой стабилитрона.
Рисунок 2
3. Повторите моделирование ИОН для схемы стабилизатора на ОУ с ООС
(рисунок 3).
67
Рисунок 3
Объясните полученные результаты.
Содержание отчёта:
- Цель выполнения работы.
- Схемы исследованных источников опорного напряжения.
- Расчеты их параметров.
- Таблицы с результатами измерений и расчетов
- Результаты экспериментов. Значения параметров полученные опытным
путем для каждого случая соответственно.
- Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы:
1. Назовите основные параметры и основные области применения
источников опорных напряжений.
2. Перечислите основные составляющие погрешности ИОН.
3. В чем состоит отличие источников опорного напряжения на рисунках
1, 2, 3?
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [9]; 5. [10].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 8]
1. Объяснить принцип действия источников опорного напряжения
исследованных в лабораторной работе.
2. Приведите способы снижения погрешностей ИОН.
Лабораторная работа №4. (4 часа)
Тема: Исследование стабилизаторов тока
Цель работы – исследование принципов работы и схемотехнических
решений построения стабилизаторов тока.
68
Порядок выполнения работы:
1 Исследование стабилизатора тока на транзисторе.
1.1 Собрать схему в соответствии с рисунком 1.
1.2 Установить заданный тип стабилитрона VD1 (таблица 1).
1.3 Рассчитать значение R1 по формуле
R1 
E П  U стаб
,
I стаб  I б
где ЕП – напряжение источника питания.
Uстаб – напряжение стабилизации стабилитрона,
Iстаб– номинальный ток стабилизации стабилитрона,
Iб – ток базы транзистора, определяемый по формуле
Iб = Iк/h21Э,
где Iк = Iн – ток коллектора транзистора, равный току нагрузки, т. е.
выходному току стабилизатора, заданному в таблице 1.
h21Э – коэффициент усиления транзистора (для 2N5227 - 198),
Рисунок 1
1.4 Рассчитать значение R2
1.5 Установить рассчитанные значения элементов в схеме и изменяя
значение сопротивления нагрузки (резистор R3) через 5% (20 точек) и на
основе полученных данных построить выходную характеристику источника
тока (зависимость тока стабилизации от выходного напряжения источника
тока).
69
Таблица 1 – Варианты заданий
№ варианта
Тип стабилитрона
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1N4732A
1N4733A
1N4734A
1N4735A
1N4736A
1N4732A
1N4733A
1N4734A
1N4735A
1N4736A
1N4732A
1N4733A
1N4734A
1N4735A
1N4736A
1N4732A
1N4733A
1N4734A
1N4735A
1N4736A
1N4732A
1N4733A
1N4734A
1N4735A
1N4736A
1N4732A
1N4733A
1N4734A
1N4735A
1N4736A
Выходной ток
стабилизатора
Iн, мА
5
5
5
5
5
10
10
10
10
10
15
15
15
15
15
20
20
20
20
20
25
25
25
25
25
30
30
30
30
30
R3, кОм
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
2 Повторите моделирование источника неизменного тока для схемы на
ОУ с ООС по току (рисунок 2).
Дополнительно определите зависимость выходного тока и выходного
сопротивления ИОТ от рассогласования сопротивлений резисторов (в
относительных единицах) в цепи ОС. Рассогласование моделируется
изменением параметров подстроечного резистора. Объясните полученные
результаты.
70
Рисунок 2
Содержание отчёта:
- Цель выполнения работы.
- Схемы исследованных источников тока.
- Расчеты их параметров.
- Таблицы с результатами измерений и расчетов
- Результаты экспериментов. Значения параметров полученные опытным
путем для каждого случая соответственно.
- Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы:
1. Назовите основные параметры и основные области применения
источников тока.
2. Чем отличается стабилизатор тока от стабилизатора напряжения?
3. Перечислите основные составляющие погрешности источников тока.
4. Почему стабилизатор тока выдерживает короткое замыкание на
выходе?
5. В каком режиме работы стабилизатора тока на коллекторе транзистора
рассеивается наибольшая мощность?
6. Каким должно быть выходное сопротивление идеального
стабилизатора тока?
7. Объясните принцип действия стабилизаторов тока изображенных на
рисунках 1 и 2.
8. В чем отличие стабилизаторов тока изображенных на рисунках 1 и 2?
9. Чем ограничено максимальное значение сопротивления нагрузки
стабилизатора тока по рисунку 2.
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [9]; 5. [10].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 8, 9, 10]
1. Поясните работу схем стабилизаторов тока исследованных в работе.
71
2. Приведите примеры использования стабилизаторов
измерительных устройствах.
3. Поясните чем отличается управляемый источник
неуправляемого.
тока
тока
в
от
Лабораторная работа №5. (4 часа)
Тема: Измерительные выпрямители.
Цель работы - изучение принципов работы и схемотехнических решений
построения измерительных выпрямителей.
Порядок выполнения работы:
1. Проведите моделирование выпрямителей на рисунках 1, и 2, при
входных напряжениях 1, 10 и 50 мВ.
Рисунок 1- Однополупериодный выпрямитель
2. Исследуйте влияние сопротивления резистора R3 на симметрию
положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала в схеме на
рисунке 2.
Рисунок 2- Двухполупериодный выпрямитель
72
3. Проведите сравнительный анализ рассмотренных схем выпрямителей
со схемой обычного диодного выпрямителя на рисунке 3 при входных
напряжениях 10...800 мВ и сопротивлении нагрузки Ro=0,1...10 кОм.
Рисунок 3- Диодный выпрямитель
Содержание отчёта:
- Цель выполнения работы.
- Схемы исследованных выпрямителей.
- Осциллограммы входных и выходных напряжений выпрямителей.
- Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы
1. Какие ограничения имеют обычные диодные выпрямительные схемы?
2. В чем преимущество активных выпрямительных схем?
3. Чем обусловлено применение операционных усилителей в схемах
активных выпрямителей?
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [9]; 5. [10].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 8, 10]
1. Принцип действия схем активных выпрямителей изображенных на
рисунках 1, 2.
2. Укажите источники погрешностей выпрямителей и методы их
уменьшения.
Лабораторная работа №6. (3 часа)
Тема: Частотно-зависимые цепи
активные фильтры).
(интеграторы,
дифференциаторы,
Цель работы - Изучить принцип работы частотно-зависимых цепей.
Порядок выполнения работы.
73
1. Загрузить из базы данных комплекса "LAB-ELECTRONICS" файл
LAB11_1.ewb. Схема интегратора изображена на рисунке 1.
Задание
Исходные данные: Е1 = 5 В, R1=(10N+50) кОм, C1=1 мкФ, где N – номер
варианта.
а) Требуется определить закон изменения Uвых=f(Uвх). Зарисовать
осциллограммы входного и выходного сигнала. Перед началом
моделирования рекомендуется, выставить параметр осциллографа Time Base,
с большей точностью, а при замере напряжений точность уменьшить.
Например, если мы собираемся снимать показания при 0.1 s/div, необходимо
перед запуском заменить эту величину на 5.00 ms/div, а затем при снятии
значений уменьшить до прежней величины.
б) Известно, что прибор, подключенный к выходу интегратора,
срабатывает при напряжении -10 В, и работает в обратной полярности.
Определить, время включения прибора. Расчет произвести для идеального и
реального интеграторов.
Рисунок 1 - Схема исследуемого интегратора
2. Загрузить из базы данных комплекса "LAB-ELECTRONICS" файл
LAB11_2.ewb. Схема для дифференциатора на ОС изображена на рисунке 2.
Задание
Исходные данные: R1=50 кОм, R2=(50–N) кОм, C1=(N+500) нФ, где N –
номер варианта. Параметры функционального генератора изображены на
рисунке 11.10. Коэффициент заполнения Duty cycle, для четных вариантов
40%, для нечетных – 60%.
74
Рисунок 2 - Схема исследуемого дифференциатора
а) Изменяя частоту входного сигнала от 1 до 10 Гц, проследить
зависимость величины амплитуды выходного напряжения от скорости
изменения входного напряжения. Подбирая резистор R1 добиться получения
на выходе сигнала прямоугольной формы. Зарисовать осциллограммы
входного и выходного сигнала, при частоте сигнала 1 Гц.
3. Дано три схемы активных фильтров: файлы LAB11_3.ewb,
LAB11_4.ewb, LAB11_5.ewb (рисунки 3, 4, 5).
Рисунок 3 - Активный фильтр
(схема №1)
Рисунок 4 - Активный фильтр
(схема №2)
Задание
а) Определить порядок фильтра. Определить закон изменения Uвых=f(Uвх).
б) По графику на Боде-плоттере определить к какому типу фильтра
относится каждый из приведенных активных фильтров. Самостоятельно
изменяя параметры резисторов и конденсаторов определить их влияние на
ЛАЧХ. Определить по графику частоту среза fср для каждого фильтра
(параметры конденсаторов и резисторов выбрать самостоятельно).
75
Рисунок 5 - Активный фильтр (схема №3)
Содержание отчёта:
- Цель выполнения работы.
- Схемы исследованных устройств.
- Осциллограммы входных и выходных напряжений.
- Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы
1. Когда в реальном интеграторе зависимость Uвых(t) можно считать
линейной?
1. Для чего в дифференциаторе последовательно с входным
конденсатором включают резистор небольшого сопротивления?
2. Что является основным критерием при выборе ОУ для
дифференциатора?
3. Перечислите четыре типа фильтров.
4. Какого типа фильтр дает на выходе напряжение, имеющее неизменное
значение от постоянного тока до частоты среза?
5. Какой фильтр пропускает сигналы в определенной полосе частот,
ослабляя все частоты за пределами указанной полосы?
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [7]; 4. [10]; 5. [16].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 7, 10, 16]
1. Начертите по памяти частотные характеристики фильтров нижних и
верхних частот и полосового фильтра. Обозначьте на этих рисунках полосу
пропускания, полосу заграждения (подавления) и переходный участок.
2. Перечислите преимущества каждого из следующих типов фильтров:
Баттерворта, Чебышева и Бесселя.
76
3. Рассчитайте схему с параллельной обратной связью, реализующую
полосовой фильтр второго порядка с f1 = 1 кГц, f2= 1,2 кГц и Кп = 5.
Положить С = 0,0033 мкФ.
Лабораторная работа №7. (3 часа)
Тема: Компараторы на ОУ. Амплитудные ограничители.
Цель работы - Изучить работу компараторов на основе ОУ и
амплитудных ограничителей.
Порядок выполнения работы.
1. Загрузить из базы данных комплекса "LAB-ELECTRONICS" файл
LAB10_1.ewb. Схема исследуемого компаратора изображена на рисунке 1.
Задание
Исходные
данные:
Параметры
функционального
генератора
соответствуют изображенным на рисунке 1
Взяв за основу схему изображенную на рисунке 1 разработать схему со
следующими параметрами ΔUвх = (0.5N+5) В, R2 = 20+2N кОм, где N – номер
варианта.
Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжений.
Сделать выводы о проделанной работе.
2. Объяснить принцип работы аналоговых ограничителей изображенных
на рисунках 2 и 3 (для нечетных и четных вариантов соответственно).
Проверить правильность сделанных выводов в ППП Electronics Workbench.
Рисунок 1 - Схема исследуемого триггера Шмитта
77
Uст
Uст
Uвх
R1
R2
Uвх
R1
R2
Uвх
R1
R2
Рисунок 2 - Схемы амплитудных ограничителей
Uст
Uвх
R1
R2
Uст
Uвх
R1
R2
Uвх
R1
R2
Рисунок 3 - Схемы амплитудных ограничителей
Содержание отчёта:
- Цель выполнения работы.
- Схемы исследованных компараторов и амплитудных ограничителей.
- Осциллограммы входных и выходных напряжений.
- Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен компаратор?
2. Чем задается пороговый уровень входного напряжения в детекторах
положительного и отрицательного уровней?
3. Когда про схему говорят, что она обладает гистерезисом?
4. В чем преимущество компараторов с гистерезисом над обычными
компараторами?
5. Для чего предназначены амплитудные ограничители?
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [10]; 5. [16].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 8, 10, 16]
1. Приведите примеры использования компараторов.
2. Если в схеме на рисунке 1, R1=200 Ом R2=100 кОм и Uнас=±10 В, то
чему будут равны:
а) верхнее пороговое напряжение и б) нижнее пороговое напряжение?
3. Определите для схемы из задачи 2 величину напряжения гистерезиса.
4. Вычислите для схемы значение R1 при котором напряжение
гистерезиса будет равно 0,1 В. R2=100 Ом и Uнас = ± 15 В.
78
Лабораторная работа №8. (3 часа)
Тема: Генераторы сигналов.
Цель работы - изучение принципов построения электронных генераторов
гармонических колебаний, исследование электронных моделей генераторов.
Порядок выполнения работы.
1. Создайте в EWB для моделирования схему генератора на ОУ с мостом
Вина в соответствии с рисунком 1.
2. Рассчитайте параметры генератора для использованных значений
параметров элементов RC- цепи.
3. Измерьте частоту генерации, передвигая мышью вертикальные
маркерные линии осциллографа (в режиме Expand). Исследуйте зависимость
амплитуды и формы сигнала от напряжения стабилизации стабилитронов.
Исследуйте зависимость амплитуды и формы сигнала от параметров цепи
отрицательной обратной связи (сопротивления резисторов R2, R4, R5).
Объясните полученные результаты.
Рисунок 1 – Генератор с мостом Вина
4. Создайте в EWB для моделирования схему генератора прямоугольных
импульсов на ОУ в соответствии с рисунком 2.
5. Рассчитайте параметры генератора для использованных значений
параметров элементов RC- цепи.
6. Измерьте частоту генерации, передвигая мышью вертикальные
маркерные линии осциллографа (в режиме Expand). Исследуйте зависимость
амплитуды и формы сигнала от параметров цепи отрицательной обратной
связи (C1, R1), и положительной обратной связи. Объясните полученные
результаты.
79
Рисунок 2 – Генератор прямоугольных импульсов
Содержание отчёта:
- Цель выполнения работы.
- Схемы исследованных генераторов.
- Расчеты их параметров.
- Таблицы с результатами измерений и расчетов
- Результаты экспериментов. Значения параметров полученные опытным
путем для каждого случая соответственно.
- Выводы по результатам экспериментов.
Контрольные вопросы
1. Какие ограничения имеют обычные диодные выпрямительные схемы?
2. В чем преимущество активных выпрямительных схем?
3. Чем обусловлено применение операционных усилителей в схемах
активных выпрямителей?
Рекомендуемая литература
1. [2]; 2. [3]; 3. [8]; 4. [10]; 5. [16].
Контрольные задания для СРС [2, 3, 8, 16]
1. Принцип действия схем генераторов изображенных на рисунках 1, 2.
2. Приведите примеры использования генераторов в измерительных
устройствах.
3. Какие еще кроме исследованных в работе существуют виды
генераторов?
80
6 Тематический
преподавателем
Наименование темы
СРСП
Тема 1
Основные типы
функциональных
электронных узлов в
измерительной
аппаратуре.
Тема 2
Пассивные RC- и
LRC- цепи.
Тема 3
Применение ОУ в
измерительных
приборах
и
преобразователях.
Тема 4
Управляемые
источники:
напряжения, тока.
план
Цель занятия
Освоение
материала по
данной теме
Углубление
знаний по
данной теме
Закрепление
знаний
самостоятельной
работы
студента
с
Форма
проведения
занятия
Содержание
задания
Рекомендуемая
литература
[1], [2], [4], [8]
Разбор
материала
Подготовка
ответов на
контрольные
вопросы по
данной теме
Расчет фильтров
с заданными
характеристиками
Расчет схем на
основе ОУ
[1], [2], [4], [5],
[8]
Подготовка
ответов на
контрольные
вопросы по
данной теме
Подготовка
ответов на
контрольные
вопросы по
данной теме
[1], [2], [3], [4],
[5], [8], [9],
[16]
Расчет схем
источников
опорного
напряжения
Расчет схем
стабилизаторов
тока
[1], [2], [3], [5],
[8], [13], [16]
Подготовка
ответов на
контрольные
вопросы по
данной теме
Подготовка
ответов на
контрольные
вопросы по
данной теме
[1], [2], [4], [6],
[7], [9]
Решение
задач
Решение
задач
Углубление
знаний по
данной теме
Разбор
материала
Тема 5
Стабилизаторы
напряжения на
основе
операционных
усилителей.
Тема 6
Источники опорного
напряжения.
Углубление
знаний по
данной теме
Устный
опрос,
обсуждение
докладов
Углубление
знаний по
данной теме
Решение
задач
Тема 7
Стабилизаторы тока:
на транзисторах –
биполярных,
полевых; на основе
ОУ.
Тема 8
Измерительные
схемы: измерение
напряжения;
измерение тока.
Тема 9
Измерительные
выпрямители
Углубление
знаний по
данной теме
Решение
задач
Углубление
знаний по
данной теме
Устный
опрос,
обсуждение
докладов
Углубление
знаний по
данной теме
Разбор
материала
81
[1], [2], [4], [5],
[6], [7], [9]
[1], [2], [3], [8],
[11], [16]
[1], [2], [3], [5],
[8], [13], [16]
[1], [2], [3], [4],
[8], [9], [11],
[16]
Тема 10
Активные фильтры
Тема 11
Компараторы
сигналов
Тема 12
Генераторы
сигналов. Основные
принципы
построения.
Тема 13
Генераторы
сигналов
специальной формы.
Мультивибраторы
Тема 14
Аналоговые схемы
умножения.
Нелинейные
преобразователи
сигналов.
Углубление
знаний по
данной теме
Углубление
знаний по
данной теме
Закрепление
знаний
Доклад
реферата
Реферат
Решение
задач
Расчет и
построение схем
Решение
задач
Расчет и
построение схем
Углубление
знаний по
данной теме
Доклад
реферата
Реферат
[2], [3], [8], [9],
[10], [13], [16]
Углубление
знаний по
данной теме
Доклад
реферата
Реферат
[1], [2], [3], [8],
[9], [13], [16]
[1], [3], [7], [8],
[9], [10], [11],
[13], [16]
[1], [2], [3], [5],
[8], [9], [13],
[16]
[2], [3], [8], [9],
[10], [13], [16]
Примечание – номер рекомендуемой литературы, указанной в
квадратных скобках, проставляется согласно нумерации списка основной и
дополнительной литературы предлагаемой в рабочей учебной программе см.
п.1
82
7 Материалы для контроля знаний студентов в период рубежного
контроля и итоговой аттестации
7.1 Тематика письменных работ по дисциплине
Тематика рефератов
1. Реализация активных фильтров.
2. Функциональные генераторы сигналов
3. Принципы построения аналоговых схем умножения
4. Применение нелинейных преобразователей сигналов
5. Умножители аналоговых сигналов.
7.2 Вопросы для самоконтроля
1. Что такое АЭУ?
2. На какие группы можно разделить электронные устройства
применяемые в измерительных устройствах?
3. На основе каких элементов строятся электронные узлы?
4. Что такое фильтр и какие виды фильтров существуют?
5. На основе каких элементов строятся пассивные фильтры?
6. Что такое частота среза и как ее найти?
7. Что такое АЧХ и ФЧХ?
8. Что называется усилителем?
9. Какие бывают виды усилителей в зависимости от их диапазона частот?
10. Какие требования предъявляются к входному и выходному
сопротивлениям усилителей и других устройств?
11. Какие бывают виды собственных помех усилителя?
12. Что такое динамический диапазон усилителя?
13. Какое
схемное
построение
называют
дифференциальным
усилительным каскадом?
14. С какой целью в состав дифференциального усилительного каскада
вводят схему генератора стабильного тока?
15. Какое подключение нагрузки называют дифференциальным?
16. Дайте разъяснение сущности параметров характеризующих ОУ.
17. Перечислите основные выводы ОУ и нарисуйте его схемное
обозначение.
18. Каково назначение схемы сдвига уровня и чем обусловлена
необходимость ее применения при организации аналоговых интегральных
схем?
19. Является вход ОУ дифференциальным или несимметричным?
20. Объясните, почему входная проводимость дифференциального
каскада для синфазного сигнала имеет меньшее значение по сравнению с
входной проводимостью для дифференциального сигнала.
21. Какой выход у ОУ — дифференциальный или несимметричный?
22. Чему равно максимальное напряжение питания большинства ОУ?
83
23. Какой величины максимальный ток можно получить с выхода ОУ, не
достигая при этом состояния его насыщения?
24. Если ОУ питается от источника 10 В, то каковы должны быть при
этом типичные значения +Uнас и -Uнас?
25. Положительное или отрицательное выходное напряжение ОУ, если
напряжение на его неинверсном входе выше напряжения на инверсном
входе?
26. Дайте определение коэффициента усиления ОУ без обратной связи и
выразите его через выходное и дифференциальное входное напряжения.
27. Определите
минимальное
дифференциальное
напряжение,
вызывающее положительное и отрицательное насыщение ОУ, если его
коэффициент усиления без обратной связи равен 250 000, а Uнас = 10 В.
28. Какой тип обратной связи образуется при подключении навесного
элемента между выходом и инверсным входом ОУ?
29. Чем определяется коэффициент усиления с обратной связью —
внешними элементами или операционным усилителем, если коэффициент
усиления ОУ без ОС очень велик?
30. Как называется схема, преобразующая сигнал произвольной формы в
прямоугольный или импульсный сигнал?
31. Как называется схема, индицирующая достижение входным сигналом
определенного опорного уровня?
32. Какого типа обратная связь наблюдается при включении резистора
между выходным зажимом и входом (+)?
33. К какому типу принадлежат схемы, у которых нагрузка включена в
цепь обратной связи?
34. Как называется схема, у которой ток нагрузки не зависит от ее
сопротивления?
35. Каким свойством должен обладать дифференциальный усилитель,
чтобы он мог считаться идеальным?
36. Какое устройство называют операционным усилителем и какими
свойствами он должен обладать в идеальном случае?
37. Почему операционный усилитель в устройствах усиления
применяется только в условиях действия глубокой ООС на постоянном токе?
38. Какие принципы закладываются при организации схем обработки
сигналов на ОУ?
39. Почему и при выполнении какого условия в схеме масштабного
усилителя передаточные свойства практически не зависят от коэффициента
усиления самого операционного усилителя?
40. Почему при организации схем дифференциальных усилителей на ОУ
предъявляют повышенные требования к определенности значений
сопротивлений резисторов?
41. Почему, несмотря на частотно-независимый характер ОС, схема
масштабного усилителя имеет спад АЧХ в области частот?
42. С какой целью осуществляется частотно-фазовая коррекция ОУ и
каким образом она реализуется?
84
43. Какое обстоятельство накладывает ограничения на возможности
создания УПТ с большими коэффициентами усиления?
44. С какой целью в состав усилительных схем вводятся разделительные
конденсаторы?
45. В чем состоит отличие источника напряжения от опорного источника'
46. Какие свойства ОУ улучшают стабильность источника опорного
напряжения.
47. Какими параметрами характеризуется стабилизаторы напряжения?
48. Что такое стабилизаторы параллельного и последовательного типа?
49. Какими параметрами характеризуется стабилизаторы тока? Опишите
схемы и принцип действия простейших стабилизаторов?
50. Опишите принцип работы и характеристики «токового зеркала» на
биполярных и полевых транзисторах. Для каких целей используются такие
каскады?
51. Как работает схема активного выпрямителя и какие ограничения
имеет область его возможного применения?
52. Опишите принцип работы пикового детектора.
53. Перечислите четыре типа фильтров.
54. Какими преимуществами обладают активные фильтры?
55. Назовите два основных недостатка активных фильтров.
56. Укажите связь между числом полюсов активного фильтра и наклоном
характеристики на переходном участке.
57. Какого типа фильтр дает на выходе напряжение, имеющее неизменное
значение от постоянного тока до частоты среза?
58. Какой фильтр пропускает сигналы в определенной полосе частот,
ослабляя все частоты за пределами указанной полосы?
59. Если в полосовом фильтре в=22 500 рад/с и Н = 22 100 рад/с, то
чему равна полоса пропускания, выраженная а) в рад/с и б) в герцах?
60. Каковы две отличительные особенности фильтра Баттерворта?
61. Укажите связь между величиной коэффициента затухания фильтра и
его частотной характеристикой вблизи fCP.
62. Каковы назначения и принципы построения и работы устройства,
называемого компаратором?
63. Нарисуйте схему двухпорогового компаратора на ОУ?
64. Какие условия необходимо выполнить для работы генератора
гармонических колебаний?
65. Чем отличается генератор RC-типа от генератора LC-типа?
66. Что такое мультивибратор?
67. Назовите элементы, используемые для построения логарифмических
преобразователей.
68. Схемы логарифмических усилителей без температурной компенсации
очень чувствительны к изменениям температуры. Укажите две главные
причины этого явления.
69. Укажите различие между логарифмическим и антилогарифмическим
усилителями.
85
7.3 Экзаменационные билеты
Экзаменационный билет № 1
1. Классификация электронных устройств. На какие группы можно
разделить электронные устройства применяемые в измерительных
устройствах?
2. Генераторы сигналов. Основные принципы построения. Назначение.
3. Задача 1.
Экзаменационный билет № 2
1. Основные принципы построения фильтров.
2. Параметры и характеристики ОУ.
3. Задача 2.
Экзаменационный билет № 3
1. Пассивные фильтры. Фильтр нижних частот
2. Инвертирующий усилитель. Схема. Характеристики. Применение.
3. Задача 3.
Экзаменационный билет № 4
1. Пассивные фильтры. Фильтр верхних частот.
2. Неинвертирующий усилитель. Схема. Характеристики. Применение.
3. Задача 4.
Экзаменационный билет № 5
1. Пассивный полосовой RC-фильтр
2. Суммирующий усилитель. Схема. Характеристики. Применение.
3. Задача 5.
Экзаменационный билет № 6
1. Пассивный заградительный фильтр.
2. Вычитающий усилитель. Схема. Характеристики. Применение.
3. Задача 6.
Экзаменационный билет № 7
1. Принцип действия и структурная схема ОУ.
2. Интегрирующий усилитель. Схема. Характеристики. Применение.
3. Задача 7.
Экзаменационный билет № 8
1. Устройства на основе операционных усилителей.
2. Дифференцирующий усилитель. Схема. Характеристики. Применение.
3. Задача 8.
Экзаменационный билет № 9
1. Источники напряжения, управляемые напряжением.
2. Параметрические стабилизаторы напряжения.
3. Задача 9.
Экзаменационный билет № 10
1. Источники напряжения, управляемые током.
2. Компенсационные стабилизаторы напряжения.
3. Задача 10.
Экзаменационный билет № 11
86
1. Однополярные стабилизаторы напряжения.
2. Активные фильтры: принципы построения, достоинства, сфера
применения.
3. Задача 11.
Экзаменационный билет № 12
1. Стабилизаторы тока на биполярных транзисторах
2. Измерительные выпрямители: выпрямитель среднего значения.
3. Задача 12.
Экзаменационный билет № 13
1. Источники опорного напряжения на стабилитронах.
2. Функциональные преобразователи сигналов.
3. Задача 13.
Экзаменационный билет № 14
1. Источники опорного напряжения на ОУ.
2. Регенеративные компараторы (триггеры Шмидта).
3. Задача 14.
Экзаменационный билет № 15
1. Стабилизаторы тока на полевых транзисторах.
2. Генераторы сигналов прямолинейной формы.
3. Задача 15.
Экзаменационный билет № 16
1. Стабилизаторы тока на ОУ.
2. Активные фильтры: фильтр Баттерворта, фильтр Бесселя.
3. Задача 16.
Экзаменационный билет № 17
1. Измерительные схемы: измерение напряжения.
2. Генераторы сигналов прямолинейной формы. Мультивибраторы.
3. Задача 17.
Экзаменационный билет № 18
1. Измерительные выпрямители: назначение, применение, основные
характеристики.
2. Генератор сигналов треугольной формы.
3. Задача 18.
Экзаменационный билет № 19
1. Измерительные выпрямители: амплитудный выпрямитель.
2. Логарифмические преобразователи сигналов.
3. Задача 19.
Экзаменационный билет № 20
1. Источники тока, управляемые напряжением.
2. Измерительные выпрямители: фазочувствительный выпрямитель.
3. Задача 20.
87
7.4 Тесты
$$$ 1. Входным сопротивлением транзистора называется
A) отношение входного напряжения к входному току
B) отношение выходного напряжения к входному току
C) отношение входного тока к входному напряжению
D) произведение входного тока и входного напряжения
E) отношение выходного напряжения к выходному току
$$$ 2. Элемент имеет надпись на корпусе «КТ203Б», это:
A) транзистор;
B) германиевый диод;
C) резистор;
D) кремниевый диод;
E) конденсатор
$$$ 3. Для применения фильтров в диапазоне низких частот наилучшими схемами
являются:
A) на основе резисторов, конденсаторов и одного или нескольких активных приборов
(транзисторов, и т.д.), иногда ОУ;
B) на основе диодов и стабилитронов;
C) на основе реле;
D) на основе катушек индуктивности;
E) на основе операционных усилителей;
$$$ 4. На выходе стабилизатора последовательного типа произошел обрыв нагрузки,
это приведет
A) к увеличению тока через регулирующий элемент
B) повышению выходного напряжения
C) увеличению рассеиваемой мощности на регулирующем элементе
D) к снижению тока через регулирующий элемент
E) изменений не будет
$$$ 5. Однофазный мостовой двухполупериодный выпрямитель содержит:
A) четыре диода;
B) три диода;
C) два диода;
D) один диод;
E) стабилитрон.
$$$ 6. Как определяется коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:
A) k 
R2
;
R1
R1
B) k  1  R2 ;
R1
R2
Uвых
Uвх
C) k  R1  R2 ;
R1
D) k  R1 (1  R2 ) ;
R1
E) k  1  R2 ;
R1
88
$$$ 7. Чем по существу является источник напряжения, управляемый напряжением.
A) Усилителем напряжения.
B) Удвоителем напряжения.
C) Умножителем напряжения.
D) Усилителем тока.
E) Его можно рассматривать только как источник напряжения.
$$$ 8. Основным свойством диода является
A) наличие двух выводов
B) стабилизация напряжения
C) стабилизация тока
D) односторонняя проводимость
E) стабилизация температуры
$$$ 9. К параметрам трансформатора не относятся
A) коэффициент выпрямления
B) мощность первичных обмоток
C) мощность вторичных обмоток
D) коэффициент использования трансформатора
E) действующие значения токов и напряжений первичной и вторичной обмоток
$$$ 10. АЧХ эллиптического фильтра
A)
B)
C)
D)
E) Нет правильного ответа
$$$ 11. Передаточная функция реализуемого фильтра представляет собой отношение
полиномов и определяется по формуле
A) H ( S )  V1 ( S )
V2 ( S )
B) H (S )  V2 (S )
V1 ( S )
C)
bn S
a mm
n
89
a mm
bn S n
E) Нет правильного ответа
D)
$$$ 12. Входное сопротивление усилителя это:
A) Разность между выходным и входным током;
B) Отношение входного напряжения к выходному току;
C) Отношение выходного напряжения к входному току;
D) Отношение входного напряжения к входному току;
E) Отношение выходного напряжения к выходному току;
$$$ 13. Определить показания прибора:
A) -2В;
B) 4В;
C) 3В;
D) -4В;
E) 2В.
$$$ 14. h21Ý - коэффициент усиления…
A) транзистора по напряжению
B) транзистора по току
C) конденсатора по току
D) конденсатора по напряжению
E) резистора по напряжению
$$$ 15. Коэффициент усиления транзистора в схеме с общим эмиттером это:
A) отношение токов базы и эмиттера;
B) отношение токов коллектора и эмиттера;
C) отношение напряжения коллектора к току базы;
D) отношение тока коллектора к току базы;
E) произведение тока коллектора и тока базы.
$$$ 16. На выходе параметрического стабилизатора напряжения произошел обрыв
нагрузки. Возможный исход:
A) Uвых. увеличится в 2 раза ;
B) Повышение тока через стабилитрон;
C) Через Rогр пойдёт недопустимо большой ток;
D) Uвых. уменьшится в 2 раза;
E) Uвых. = +18В.
$$$ 17. Стабилизатором напряжения называется
A) устройство поддерживающее выходное напряжение в заданных пределах
B) устройство сглаживающее пульсации выходного напряжения
C) устройство преобразующее переменный ток в постоянный
D) устройство преобразующее уровень напряжения
E) устройство поддерживающее выходной ток в заданных пределах
90
$$$ 18. Определить напряжение на выходе схемы (без учета падения на диодах):
A) +3В;
B) +5В;
C) +8В
D) +13В;
E) +16В.
$$$ 19. Определить напряжение на выходе схемы:
A) +5В;
B) 0В;
C) -5В;
D) +6В;
E) -6В.
$$$ 20. Определить напряжение на резисторе R3 если Uвх=12В, R1=R2=12кОм,
R3=3кОм
A) 8,0В
B) 3,0В
C) 4,0В
D) 6,0В
E) 2,0В
$$$ 21. Конденсатор фильтра, подсоединенный к выходу выпрямителя, служит для:
A) уменьшения выходного напряжения выпрямителя;
B) увеличения выходного напряжения;
C) сглаживания пульсаций и увеличения выходного напряжения;
D) стабилизации выходного напряжения;
E) увеличения внутреннего сопротивления.
$$$ 22. Нагрузочной характеристикой выпрямителя называется
A) зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки
B) зависимость выпрямленного тока от сопротивления нагрузки
C) зависимость выпрямленного напряжения от температуры
D) зависимость выпрямленного тока от выпрямленного напряжения
E) зависимость выпрямленного напряжения от входного
$$$ 23. Основными параметрами полупроводникового диода являются :
A) наличие дырок и электронов;
B) допустимая мощность рассеивания;
C) прямой ток, импульсный ток, допустимое обратное напряжение;
D) быстродействие, ток, мощность, прямое напряжение перехода;
E) температура, сопротивление, частота.
$$$ 24. Какие основные электрические параметры характеризуют конденсатор
постоянной емкости
A) величина емкости, допуск, допустимое напряжение, ТКЕ;
B) допустимый ток, мощность, величина емкости ;
C) полярность, тип диэлектрика, напряжение пробоя, ток разряда;
D) тип, цвет, габаритные размеры;
E) ток заряда, время разряда, электрическая емкость.
91
$$$ 25. Полупроводниковый стабилитрон, это элемент, работающий на:
A) импульсную мощность;
B) переменном токе;
C) прямой ветви ВАХ;
D) обратной ветви ВАХ;
E) длительности импульса.
$$$ 26. Элемент имеет надпись на корпусе "18ки", это:
A) конденсатор;
B) транзистор;
C) кремневый стабилитрон напряжением 1,8 В;
D) резистор величиной 1,8 кОм;
E) резистор величиной 18 кОм.
$$$ 27. Для эквивалентной схемы источника напряжения, управляемого напряжением,
для низких частот, напишите соответствующее ей уравнение.
A) I 1  1  U 1  0  I 2 , U 2  A  U 1  ra I 2
V
re
1
B) I 1   U 1  0  I 2 , U 2  AV  U 1  re I 2
ra
1
C) I 1   U 1  0  I 2 , U 1  AV  U 2  ra I 2
re
1
D) I 2   U 1  0  I 1 , U 2  AV  U 1  ra I 2
re
E) I 1 
1
 U 1  I 2 , U 2  AV  U 1  ra I 2
re
$$$ 28. Для эквивалентной схеме источника напряжения, управляемого током, для
низких частот, выбрать соответствующее уравнение :
A) U1  re I1  0  I 2 , U 2  RI1  ra I 2
B) U1  ra I1  0  I 2 , U 2  RI 1  re I 2
C) U1  re I 2  0  I1 , U 2  RI 1  ra I 2
D) U1  re I1  0  I 2 , U 2  RI 2  ra I1
E) U1  re I1  I 2 , U 2  RI 1  ra I 2
$$$ 29. Источники тока, управляемые напряжением, предназначены для обеспечения
нагрузки током Iвых, который не зависит от:
A) Выходного напряжения и регулируется только входным.
B) Входного напряжения и регулируется только выходным.
C) Входного напряжения и регулируется не напряжением.
D) Как от входного так и от выходного напряжений.
E) Выходного напряжения и регулируется не напряжением.
$$$ 30. Входное сопротивление усилителя это:
A) Разность между выходным и входным током;
B) Отношение входного напряжения к выходному току;
C) Отношение выходного напряжения к входному току;
D) Отношение входного напряжения к входному току;
E) Отношение выходного напряжения к выходному току;
92
$$$ 31. Если сигнал, поданный с выхода усилителя на вход, уменьшает его усиление,
то такая обратная связь называется:
A) глубокой;
B) положительной;
C) отрицательной;
D) частотно-независимой;
E) неустойчивой.
$$$ 32. Частотная характеристика затухания фильтра:
A) Зависимость постоянной ослабления от тока;
B) Зависимость входного напряжения от постоянной ослабления;
C) Зависимость постоянной ослабления от входного напряжения;
D) Зависимость постоянной ослабления от частоты среза фильтра;
E) Зависимость постоянной ослабления от времени;
$$$ 33. Светодиод внутри своей структуры содержит:
A) полупроводник одного типа;
B) маленькую лампочку различного цвета;
C) полупроводниковый р-п переход, аналогичный обычному диоду;
D) маленькую спираль накаливания;
E) p-i-n структуру.
$$$ 34. Как изменится ток через фоторезистор если входное напряжение равно
Uвх=20В, а темновое сопротивление Rтем=100кОм, которое при изменении освещенности
уменьшилось до 20кОм
A ) в 20 раз
B) на 20 мA
C) в 5 раз
D) на 5 мA
E) не измениться
$$$ 35. Типовой операционный усилитель имеет:
A) один вход и один выход;
B) один вход и два выхода;
C) два одинаковых входа и один выход;
D) один прямой, один инверсный входы и один выход;
E) базу, эмиттер и коллектор.
$$$ 36. ФНЧ это устройство, которое:
A) кодирует сигнал в шифр;
B) пропускает сигналы низких частот и задерживает высокие;
C) пропускает сигналы высоких частот и задерживает низкие
D) блокирует поступление сигналов;
E) работает только с сигналами прямоугольной формы;
$$$ 37. Тиристор – это полупроводниковый прибор, применяемый для:
A) усиления напряжения;
B) для регулирования выпрямленного напряжения;
C) для стабилизации тока анода;
D) для нагрева корпуса аппарата;
E) для изменения сопротивления
93
$$$ 38. Фотодиод предназначен для:
A) преобразования тепла в электрический ток;
B) освещения шкалы прибора;
C) преобразования светового потока в электрический параметр;
D) получения фотографии;
E) для контроля температуры.
$$$ 39. Порядок фильтра это:
A) переходная область;
B) коэффициент усиления по току;
C) число его плюсов;
D) полоса пропускания;
E) максимальное затухание;
$$$ 40. В каком случае коэффициент усиления операционного усилителя выше:
A) при использовании в качестве входа - инверсного входа;
B) при использовании в качестве входа – не инвертирующего входа;
C) при объединении входов;
D) при замыкании входов на землю;
E) при замыкании выхода на источник питания.
$$$ 41. К достоинствам компенсационных стабилизаторов постоянного тока относят:
A) отсутствие собственных помех
B) высокий коэффициент стабилизации (К>1000)
C) низкое внутренне сопротивление (10-3…10-4 Ом)
D) практическая безынерционность
E) все перечисленное
$$$ 42. Для открывания тиристора необходимо обеспечить следующие условия:
A) переменное напряжение на аноде
B) напряжение соответствующей полярности между анодом и катодом
C) напряжение соответствующей полярности на управляющем электроде при
определенном напряжении между катодом и анодом
D) ток анода меньше тока утечки
E) переменный ток катода
$$$ 43. Чему равен коэффициент трансформации если входное напряжение
Uвх=120В, ток нагрузки Iн=0,2А и сопротивление нагрузки Rн=10 Ом
A) 1,2;
B) 2,4;
C) 60;
D) 0,4;
E) 70;
$$$ 44. Недостатками компенсационных стабилизаторов постоянного тока являются:
A) значительная масса, габариты и стоимость стабилизаторов
B) невысокое значение КПД (не превышающего 0,5…0,6)
C) большая сложность
D) меньшая надежность по сравнению с параметрическими стабилизаторами
E) все перечисленное
$$$ 45. Для запирания открытого тиристора необходимо:
A) увеличить ток анода ;
B) увеличить ток катода;
C) уменьшить ток анода до определенной величины;
D) увеличить напряжение на управляющем электроде;
94
E) уменьшить напряжение на управляющем электроде.
$$$ 46. По какой формуле высчитывается коэффициент усиления усилителя
напряжения?
A)К=  Uвых/  Uвх
B)К=U/R
C)К= Uвх/ Uвых *100%
D)К=  Uвх*  Uвых
E)К=Iвых/Iвх
$$$ 47. Компаратор напряжений это:
A) операционный усилитель, входное напряжение на которого фиксировано или
регулируется схемой делителя;
B) суммирующий усилитель;
C) сочетание инвертирующего и неинвертирующего усилителей
D) операционный усилитель без обратной связи;
E) усилитель тока с дифференциальным входом, большим и малым выходным
сопротивлением;
$$$ 48. Для данной схемы основными недостатками является:
A) необходимость в добавочном напряжении для ОУ и большая мощность выхода
B) необходимость в добавочном напряжении для ОУ и малая мощность выхода
C) необходимость в добавочном напряжении для ОУ и малая мощность входа
D) необходимость в добавочном напряжении для ОУ и большая мощность входа
E) в схеме нет недостатков
$$$ 49. Для электрометрического усилителя как источника напряжения, управляемого
напряжением, выберите соответствующую идеальную передаточную функцию:
A) U2=[1+(R2 / R1)]U1
B) U2=[1-(R2 / R1)]U1
C) U2=[1+(R1 / R2)]U1
D) U2=[1-(R1 / R2)]U1
E) U2=[1+(R2 * R1)]U1
$$$ 50. При каких условиях применяются преобразователи напряжения в ток?:
A) ток в нагрузке должен быть пропорционален входному напряжению и не зависеть
от сопротивления нагрузки;
B) входное напряжение должно быть очень маленьким;
C) сопротивление нагрузки должно быть очень большим (порядка МОм);
D) ток в нагрузке должен зависеть от сопротивления нагрузки;
E) ток в нагрузке должен быть пропорционален входному напряжению;
$$$ 51. На вход однополупериодной схемы выпрямления подается 10В. Чему равно
выпрямленное напряжение?
A) 4,5В;
B) 9В;
C) 10В;
D) 18В;
E) 3,1В;
95
$$$ 52; Какой передаточной характеристике соответствует схема:
$$$ 53. Частота пульсаций на выходе двухполупериодного выпрямителя равна:
A) половине частоты сети;
B) частоте сети;
C) удвоенной частоте сети;
D) учетверенной частоте сети;
E) 50 Гц.
$$$ 54. Какой петле гистерезиса соответствует компаратор:
$$$ 55. Коэффициент усиления транзистора в схеме с общим эмиттером:
A) меньше единицы;
B) равен единице;
C) больше единицы;
D) зависит от количества нейтронов в базе;
E) равен нулю.
$$$ 56. Частота пульсаций на выходе однополупериодного выпрямителя равна:
A) половине частоты сети;
B) частоте сети;
C) удвоенной частоте сети;
D) учетверенной частоте сети;
E) 50 Гц.
$$$ 57. Чем задается выходной ток в стабилизаторах тока?
A) некоторым опорным напряжением
B) некоторым заданным сопротивлением
C) подстроечным резистором
D) полевым транзистором
E) некоторым опорным сопротивлением
$$$ 58. Биполярный транзистор – это прибор предназначенный для:
A) усиления тока;
B) для стабилизации напряжения;
C) для индикации ;
D) для усиления температуры;
E) для стабилизации давления.
$$$ 59. Каким образом может быть выполнен простейший стабилизатор тока?
A) на одном тиристоре
B) на одном динисторе
C) на одном резисторе
96
D) на одном транзисторе
E) на одном диоде
$$$ 60. В биполярном транзисторе наибольшую величину имеет:
A) ток базы;
B) ток анода;
C) ток катода;
D) ток эмиттера;
E) ток коллектора.
$$$ 61. Постоянная времени фильтра определяется:
A)   sin f 0   ;
1
B) fc 
;
2  R  C
C) f c 
1
2  C1  R2  C 2  R1
D) f 0 
;
f c1  f c 2 ;
E) τ= R*C
$$$ 62. Главной особенностью активных фильтров является:
A) наличие усиления колебаний в полосе пропускания;
B) наличие ослабления колебаний в полосе пропускания;
C) отсутствие усиления \ ослабления колебаний в полосе пропускания;
D) отсутствие пассивных элементов в цепи;
E) высокая чувствительность к перепадам температуры.
$$$ 63. Характеристика инверсного фильтра Чебышева
A) в пределах полосы пропускания весьма близка к равномерной, ее называют
максимально плоской;
B) на выходе фильтра запаздывание по фазе сигнала относительно сигнала на его
входе линейно возрастает с частотой;
C) имеет волнообразные зубцы в полосе пропускания и равномерна в полосе
подавления;
D) в полосе пропускания затухание фильтра становится относительно небольшим;
E) имеет волнообразные зубцы в полосе подавления и равномерна в полосе
пропускания;
$$$ 64. Тиристор – это полупроводниковый прибор, содержащий:
A) базу, эмиттер и коллектор;
B) анод и катод;
C) два p-n перехода;
D) анод, катод и управляющий электрод;
E) одиночный р-п переход
$$$ 65. Для стабилизатора тока коэффициент стабилизации тока (где ∆IH и IH –
приращение и номинальное значение нагрузочного тока)
A) Кст=(∆Uвх/Uвх)/(∆IH/IH)
B) Кст=(∆Uвх/∆IH)/(Uвх/IH)
C) Кст=(∆Uвх/IH)/(Uвх/∆IH)
D) Кст=(Uвх/∆Uвх)/(∆IH/IH)
E) Кст=(Uвх/∆Uвх)/(IH/∆IH)
97
$$$ 66. По какой формуле можно найти Iн в данной схеме?
U
1
A) I Н  ВХ (1  ) при U ВХ  0
R1

U ВХ
1
(1  )
R1

U
1
C) I Н  ВХ (1  )
R1

U
1
D) I Н  ВХ (1  )
R1

U
1
E) I Н  ВХ (1  )
R1

B) I Н 
при
U ВХ  0
при
U ВХ  0
при
U ВХ  0
при U ВХ  1
$$$ 67. На рисунке изображена схема:
A) интегрального усилителя
B) схема компаратора
C) дифференциального усилителя
D) замедляющего усилителя
E) схема сумматора
$$$ 68. Источник тока это:
A) устройство, выходное сопротивление которого =0;
B) устройство, выходное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки;
C) устройство, выходное сопротивление которого много больше сопротивления
нагрузки;
D) устройство, выходное сопротивление которого = сопротивлению нагрузки;
E) устройство, у которого выходное сопротивление отсутствует.
$$$ 69. На рисунке представлена временная диаграмма напряжения. К какому типу
выпрямителей она относится?
A) однополупериодная схема выпрямителя
B) двухполупериодная схема выпрямителя
C) мостовая схема выпрямителя
D) трехфазная однополупериодная схема выпрямителя
E) трехфазная мостовая схема выпрямителя
$$$ 70. Светодиод – это оптоэлектронный прибор, работающий на :
A) обратной ветви ВАХ;
B) прямой ветви ВАХ;
C) на переменном токе;
D) на выходе аппаратуры;
E) на входе устройства.
$$$ 71. Что такое источник напряжения?
A) устройство, выходное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки;
B) устройство, выходное сопротивление которого много больше сопротивления
нагрузки;
C) устройство, выходное сопротивление которого = сопротивлению нагрузки;
D) устройство, входное сопротивление которого =0;
98
E) устройство, входное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки.
$$$ 72. На рисунке представлена временная диаграмма напряжения. К какому виду
выпрямителей она относится?
A) однополупериодная схема выпрямителя
B) двухполупериодная схема выпрямителя
C) мостовая схема выпрямителя
D) трехфазная однополупериодная схема выпрямителя
E) трехфазная мостовая схема выпрямителя
$$$ 73. Что характеризует мощность потерь в стабилизаторе тока и является его
основным энергетическим показателем?
A) коэффициент полезного действия
B) напряжение
C) коэффициент стабилизации
D) сопротивление
E) коэффициент пульсации
$$$ 74. Как называются входы ОУ?
A) инвертирующий, конвертирующий
B) дифференцирующие
C) логарифмирующие
D) правильные ответы 2) и 3)
E) инвертирующий, неинвертирующий
$$$ 75. Какое минимальное количество выводов может иметь ОУ?
A) 1;
B) 2;
C) 3;
D) 5;
E) 7;
$$$ 76. Чем характеризуется двухполупериодная схема выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение обоих периодов
или их частей
B) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение одного периода или
их частей
C) выходное напряжение равно удвоенному входному
D) выходное напряжение равно половине входного
E) вырямленный ток равен току во вторичной обмотке трансформатора
$$$ 77. Динистор - это :
A) дистанционно управляемый резистор;
B) дискретный транзистор;
C) двойной резистор;
D) двухполярный источник питания;
E) полупроводниковый элемент с внутренней положительной обратной связью.
$$$ 78. Чем характеризуется схема удвоения напряжения выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение обоих периодов
или их частей
B) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение одного периода или
их частей
C) выходное напряжение равно удвоенному входному
D) выходное напряжение равно половине входного
99
E) вырямленный ток равен току во вторичной обмотке трансформатора
$$$ 79. На рисунке изображен:
A) параметрический стабилизатор тока
B) параметрический стабилизатор напряжения
C) компенсационный стабилизатор тока непрерывного действия
D) компенсационный стабилизатор напряжения
E) компенсационный импульсный стабилизатор напряжения
$$$ 80. Мощные ОУ это:
A) усилители с выходной мощностью более 100 мВт;
B) усилители с выходной мощностью менее 100 мВт;
C) усилители, потребляющие мощность более 100 мВт;
D) усилители, потребляющие мощность менее 100 мВт;
E) усилители с выходной мощностью менее1 мВт.
$$$ 81. Чему равен ток базы, если ток коллектора равен 15,5 мA, а ток эмиттера равен
16,4 мA
A) 1,3 мА
B) 1,08 мА
C) 0,90 мА
D) 31,9 мА
E) 260,4 мА
$$$ 82. Коэффициент полезного действия стабилизатора тока (где PH - полезная
мощность в нагрузочном устройстве, а PП – мощность потерь)
A) ηст= PH/(PH+PП)
B) ηст= PП/(PП+PH)
C) ηст= PH/(PH-PП)
D) ηст= PП/(PП-PH)
E) ηст= PH/(PП-PH)
$$$ 83. Параметры, имеющие размерность частоты:
A) частота единичного усиления, время выборки считывания;
B) коэффициент передачи напряжения;
C) частота генерирования, полоса пропускания;
D) разность входных токов;
E) пороговое напряжение.
$$$ 84. Фоторезистор предназначен для преобразования
A) светового потока в изменение сопротивления
B) напряжения в световой поток
C) напряжения в тепло
D) тепла в изменение сопротивления
E) тока в напряжение
$$$ 85. Коэффициентом усиления транзистора по току называется
A) отношение тока коллектора к току базы
B) разница между током эмиттера и коллектора
C) отношение тока коллектора к току эмиттера
D) сумма токов эмиттера, коллектора и базы
E) произведение тока эмиттера на коэффициент передачи тока
100
$$$ 86. Частота пульсаций на выходе двухполупериодного выпрямителя равна:
A) половине частоты сети;
B) частоте сети;
C) удвоенной частоте сети;
D) учетверенной частоте сети;
E) 50 Гц.
$$$ 87. Какой петле гистерезиса соответствует компаратор:
$$$ 88. Частота пульсаций на выходе однополупериодного выпрямителя равна:
A) половине частоты сети;
B) частоте сети;
C) удвоенной частоте сети;
D) учетверенной частоте сети;
E) 50 Гц.
$$$ 89. Какая схема изображена на рисунке?
A) инвертирующий сумматор на ОУ;
B) интегрирующий ОУ;
C) дифференциальный ОУ;
D) повторитель напряжения на ОУ;
E) неинвертирующий сумматор напряжения.
$$$ 90. На вход однополупериодной схемы выпрямления подается 20В. Чему равно
действующее значение выпрямленного напряжения?
A) 4,5В
B) 9В
C) 10В
D) 18В
E) 3,1В
$$$ 91. Чему равен коэффициент передачи тока эмиттера если ток базы транзистора
равен 5 мA, а коэффициент усиления по току равен 10
A) 0,9;
B) 2;
C) 5;
D) 0,5;
E) 50;
$$$ 92. Усилитель переменного тока обязательно содержит::
A) переменные конденсаторы;
B) переменные резисторы;
C) разделительные конденсаторы;
D) электролитические конденсаторы;
E) светодиоды.
$$$ 93. В многокаскадном усилителе общее усиление равно:
A) произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов;
B) сумме коэффициентов усиления отдельных каскадов;
C) разности коэффициентов усиления отдельных каскадов;
D) частному от деления коэффициента усиления последнего и первого каскадов.
101
E) усилению первого каскада.
$$$ 94. Коэффициент усиления по напряжению - это:
A) отношение напряжения источника питания к входному напряжению;
B) отношение входного напряжения к выходному;
C) разность между выходным и входным напряжением;
D) отношение выходного напряжения к входному;
E) произведение тока на напряжение.
$$$ 95. Основным свойством резистора является
A) ограничивать ток в цепи
B) проводить ток в одном направлении
C) накапливать электрический заряд
D) стабилизировать напряжение
E) усиливать ток
$$$ 96. В каком случае используется фильтр Баттервота?
A) когда желательно иметь низкий коэффициент усиления для всех частот в полосе
пропускания;
B) когда желательно иметь высокий коэффициент усиления для всех частот в полосе
пропускания;
C) когда нужно получить максимально высокий сигнал на выходе;
D) когда необходимо получить ослабленный сигнал на выходе
E) когда желательно иметь одинаковый коэффициент усиления для всех частот в
полосе пропускания;
$$$ 97. Биполярный транзистор – это прибор предназначенный для:
A) усиления тока;
B) для стабилизации напряжения;
C) для индикации ;
D) для нагрева радиатора;
E) для воспроизведения звука.
$$$ 98. Наиболее известные классы фильтров:
A) фильтр Баттерворта;
B) фильтр Чебышева;
C) фильтр Бесселя;
D) эллиптический фильтр;
E) все перечисленное.
$$$ 99. Резисторы выбираются по
A) номинальной мощности и сопротивлению
B) величине и цветовой маркировке
C) сопротивлению и току
D) номинальной мощности и допуску
E) току и мощности
$$$ 100. Что такое источник напряжения?
A) устройство, выходное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки;
B) устройство, выходное сопротивление которого много больше сопротивления
нагрузки;
102
C) устройство, выходное сопротивление которого = сопротивлению нагрузки;
D) устройство, входное сопротивление которого =0;
E) устройство, входное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки.
$$$ 101. Преимущества активных фильтров:
A) дешевы, легко настраиваемые, невелики по размерам и массе, обеспечивают
усиление в полосе пропускания ;
B) дешевизна;
C) широкая применимость;
D) малые габариты;
E) термоустойчивость;
$$$ 102. В биполярном транзисторе наибольшую величину имеет:
A) ток базы;
B) ток анода;
C) ток катода;
D) ток эмиттера;
E) ток коллектора.
$$$ 103. Если требуется более высокое выходное сопротивление в стабилизаторе тока,
то целесообразно строить источник тока с ……. на выходе.
A) полевым транзистором
B) подстроечным резистором
C) тиристором
D) заданным сопротивлением
E) динистором
$$$ 104. Стабилизатор тока с ОУ, который охвачен отрицательной обратной связью
по току, используется для поддержания тока в нагрузке равным заданному току Iн,
определяемому ..
A) входным напряжением U0
B) параметрами ОУ
C) заданным Rн
D) обратной связью
E) выходным напряжением
$$$ 105. Чем можно дополнить стабилизатор тока на ОУ если требуется, чтобы
нагрузка и источник опорного напряжения имели общий зажим?
A) вторым ОУ
B) вторым транзистором
C) тиристором
D) вторым резистором
E) диодом
$$$ 106. Источник тока это:
A) устройство, выходное сопротивление которого =0;
B) устройство, выходное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки;
C) устройство, выходное сопротивление которого много больше сопротивления
нагрузки;
D) устройство, выходное сопротивление которого = сопротивлению нагрузки;
103
E) устройство, у которого выходное сопротивление отсутствует
$$$ 107. Как называется блок 3 в схеме умножителя аналоговых сигналов?
A) Усилитель мощности.
B) антилогарифмирующий усилитель.
C) делитель.
D) сумматор.
E) компаратор.
$$$ 108. Основным свойством диода является
A) наличие двух выводов
B) стабилизация напряжения
C) стабилизация тока
D) односторонняя проводимость
E) стабилизация температуры
$$$ 109. От чего зависит цвет свечения светодиода
A) от материала изготовления
B) от температуры
C) от напряжения
D) oт тока
E) от освещенности
$$$ 110. Как называется блок 1 в схеме умножителя аналоговых сигналов?
A) логарифмирующий усилитель.
B) сумматор.
C) делитель.
D) антилогарифмирующий усилитель.
E) умножитель мощности.
$$$ 111. Источник напряжения, управляемый напряжением, характеризуется тем, что:
A) Его выходное напряжение пропорционально входному.
B) Его выходное напряжение не зависит от входного.
C) Его выходное напряжение всегда равно входному.
D) Его выходное напряжение никогда не равно входному.
E) Изменение его выходного напряжения равно изменению входного.
$$$ 112. Как называется блок 2 в схеме умножителя аналоговых сигналов?
A) логарифмирующий усилитель.
B) логарифмирующий преобразователь.
C) сумматор.
D) делитель.
E) термометр.
104
$$$ 113. Чем характеризуется однополупериодная схема выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора и через вентили протекает в течении
половины периода фазного напряжения
B) ток во вторичной обмотке трансформатора и через вентили протекает в течении
о)дного периода фазного напряжения
C) обратное напряжение на диоде равно половине выпрямленного
D) выпрямленный ток равен половине тока в первичной обмотке трансформатора
E) выходное напряжение равно удвоенному входному
$$$ 114. Определите напряжение первичной обмотки трансформатора, если
напряжение вторичной обмотки U2=30В , число витков W2=400, число виткой первичной
обмотки W1=1200
A) U1=60;
B) U1=20;
C) U1=3;
D) U1=90;
E) U1=40;
$$$ 115. На вход двухполупериодной схемы выпрямления подается 10В. Чему равно
выпрямленное напряжение?
A) 4,5В;
B) 9В;
C) 10В;
D) 18В;
E) 3,1В;
$$$ 116. На элементе нанесена маркировка КС182А, что это за элемент
A) кремниевый стабилитрон малой мощности с напряжением стабилизации 8,2В
B) конденсатор постоянной емкости, емкостью 182 микрофарады
C) резистор сопротивлением 8,2 Ом
D) светодиод
E) кремниевый диод
$$$ 117. Стабилитроны включают последовательно для
A) получения более высокого входного напряжения
B) включение последовательно стабилитронов не имеет смысла
C) получения более высокого выходного напряжения
D) получения более высокого обратного напряжения
E) получения более высокого обратного тока
$$$ 118. В режиме насыщения у транзисторного ключа напряжение между
коллектором и эмитером:
A) равно источнику питания;
B) очень малое;
C) равно разности напряжения базы и коллектора;
D) равно напряжению базы;
E) отношению напряжения коллектора к напряжению базы
$$$ 119. Какой параметр меняется в фотодиоде
A) ток диода при изменении освещенности
B) ток диода при изменении напряжения
C) температура диода при изменении освещенности
D) напряжение на диоде при изменении освещенности
E) сила света при изменении тока
$$$ 120. Максимальное затухание в полосе пропускания фильтра не превышает
A) 1 дБ;
B) 3 дБ;
C) 4 дБ;
D) 5 дБ;
E) 7 дБ;
$$$ 121. Выходной характеристикой транзистора называется
A) зависимость входного тока от входного напряжения
B) зависимость выходного тока от выходного напряжения
105
C) зависимость выходного тока от входного
D) зависимость выходного тока от входного напряжения
E) коэффициента усиления от напряжения
$$$ 122. Основными параметрами транзистора являются:
A )мощность и ток;
B) допустимые напряжения на переходах, максимальный ток коллектора,
максимальная мощность коллектора, коэффициент усиления по току;
C) ток, напряжение, мощность, габаритные размеры, коэффициент усиления по
напряжению;
D) сопротивление, напряжение стабилизации, обратное напряжение;
E) температура, размер корпуса, количество выводов
$$$ 123. АХЧ эллиптического фильтра нижних частот
A)
B)
C)
D)
E) Нет правильного ответа
$$$ 124. Число витков первичной обмотки W1=1000. Чему равно число витков
вторичной обмотки W2,
если U1=200В, сопротивление нагрузки Rн = 100 Ом и ток нагрузки Iн=0,5А
A) 250;
B) 2;
C) 1000;
D) 10;
E) 500;
$$$ 125. Для чего необходим трансформатор в источнике питания?
A) для преобразования уровня напряжения источника электроэнергии
B) для сглаживания пульсаций напряжения
C) для преобразования переменного тока в постоянный
D) для стабилизации напряжения питания
E) для стабилизации тока нагрузки
$$$ 126. Полупроводник типа «Р» имеет в своей структуре носители электрического
заряда в виде:
A) электронов;
B) атомов;
C) “дырок”;
D) ионов;
E) молекул.
106
$$$ 127. АЧХ фильтра Баттерворта верхних частот
A)
B)
C)
D)
E) Нет правильного ответа
$$$ 128. Чему равно выходное напряжение трансформатора, если входное Uвх=100В
и коэффициент трансформации n=0.4
A) 400В;
B) 250В;
C) 25В;
D) 40В;
E) 96В;
$$$ 129. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
$$$ 130. От чего зависит число витков в обмотке трансформатора
A) от сечения сердечника
B) от сечения провода
C) от индукции в сердечнике
D) от частоты питающего напряжения
E) от мощности трансформатора
$$$ 131. Как выразить в децибелах амплитудно-частотную характеристику
A) L=-20log2|H(jω)|
B) L=log10|H(jω)|
C) L=-log10|H(j)|
D) L=-20log10|H|
E) L=log10|H(j)|
$$$ 132. Определить сопротивление R при Ку=10:
A) 3 кОм;
B) 30 кОм;
C) 270 кОм;
D) 300 кОм;
E) 330кОм.
107
30кОм
R
Uвых
Uвх
$$$ 133. Что называется операционным усилителем?
A) усилитель переменного тока с дифференциальным входом, большим входным и
малым выходным сопротивлением и высоким коэффициентом усиления;
B) усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, большим входным и
малым выходным сопротивлением и высоким коэффициентом усиления;
C) усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, одинаковым выходным
сопротивлением и низким коэффициентом усиления;
D) усилитель переменного тока с дифференциальным входом, большим и малым
выходным сопротивлением и низким коэффициентом усиления;
E) усилитель тока с дифференциальным входом, большим и малым выходным
сопротивлением;
$$$ 134. Трансформатор предназначен для
A) поддержания выходного напряжения в заданных пределах
B) сглаживания пульсаций выходного напряжения
C) преобразования переменного тока в постоянный
D) преобразования уровня напряжения
E) поддержания выходного тока в заданных предела
$$$ 135. Определить показания прибора:
A) 2В;
B) 4В;
C) 3В;
D) 4В;
E) -2В.
$$$ 136. Чем
ограничивается
коэффициент
стабилизатора?
A) малым коэффициентом транзистора
B) большим коэффициентом транзистора
C) малым коэффициентом резистора
D) большим коэффициентом резистора
E) малым коэффициентом стабилизатора
стабилизации
транзисторного
$$$ 137. К параметрам трансформатора не относятся
A) коэффициент выпрямления
B) мощность первичных обмоток
C) мощность вторичных обмоток
D) коэффициент использования трансформатора
E) действующие значения токов и напряжений первичной и вторичной обмоток
$$$ 138. На выходе параметрического стабилизатора напряжения произошло короткое
Uвых
замыкание. Возможный исход:
Rогр
+18В
A) Uвых. снизится в 2 раза ;
КС162
B) Неограниченное повышение тока через стабилитрон;
C) Повышение тока потребления по цепи: +18В;
КС147
D) Uвых. = +18В;
E) Пробой нижнего , по схеме, стабилитрона
108
$$$ 139. Точность работы токового зеркала может быть увеличено если…
A)в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить равные по
сопротивлению резистора
B)в коллекторы транзисторов Т1 и Т2 включить равные по
сопротивлению резистора
C)в эмиттеры транзисторов Т1 и
Т2 включить разные по
сопротивлению резистора
D)в коллекторы транзисторов Т1 и Т2 включить разные по сопротивлению резистора
E)в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить только один резистор
$$$ 140. В режиме насыщения у транзисторного ключа напряжение между
коллектором и эмиттером::
A) равно источнику питания;
B) очень малое;
C) равно разности напряжения базы и коллектора;
D) равно напряжению базы;
E) отношению напряжения коллектора к напряжению базы
$$$ 141. На вход двухполупериодной схемы выпрямления подается 10В. Чему равно
выпрямленное напряжение?
A) 4,5В;
B) 9В;
C) 10В;
D) 18В;
E) 3,1В;
$$$ 142. Конденсатор фильтра, подсоединенный к выходу выпрямителя, служит для:
A) уменьшения выходного напряжения выпрямителя;
B) увеличения выходного напряжения;
C) сглаживания пульсаций и увеличения выходного напряжения;
D) стабилизации выходного напряжения;
E) увеличения внутреннего сопротивления.
$$$ 143. Идеальный источник тока обеспечивает в нагрузке Rн ток, который не
зависит от чего?
A)от транзистора
B)от падения напряжения на R3
C)от падения напряжения на R2
D)от падения напряжения на R1
E)от падения напряжения на Rн
$$$ 144. На выходе параметрического стабилизатора напряжения произошел обрыв
нагрузки. возможный исход:
A) Uвых. увеличится в 2 раза ;
B) Повышение тока через стабилитрон;
C) Через Rогр пойдёт недопустимо большой ток;
D) Uвых. уменьшится в 2 раза;
E) Uвых. = +18В.
$$$ 145. Дырки в полупроводниковой структуре это:
A) отрицательно заряженные частицы;
B) положительно заряженные образования внутри вещества;
C) отверстия в атомах полупроводника с положительным зарядом;
D) атомы примеси;
E) молекулы примеси.
109
$$$ 146. Полупроводник типа «N» имеет в своей структуре носители электрического
заряда в виде:
A) атомов;
B) электронов;
C) нейтронов;
D) “дырок”;
E) ионов.
$$$ 147. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
Uвых
Rогр
A)
Uст
B)
C)
D)
Uвых
Uвых
Uвх
Uст
Uст
E)
Uвых
Uвых
Uст
Uвх
Uвх
Uвх
Uст
Uвх
Uст
1
Uст
2
Uвх
$$$ 148. Электрон имеет:
A) положительный заряд;
B) высокую удельную проводимость;
C) низкий температурный коэффициент;
D) отрицательный заряд;
E) красный цвет излучения
$$$ 149. Полупроводниковый переход обладает:
A) высоким сопротивлением;
B) двухсторонней проводимость;
C) высокой проводимостью;
D) односторонней проводимостью;
E) отсутствием проводимости.
$$$ 150. Элемент имеет надпись на корпусе «КТ502Б», это :
A) диод ;
B) тиристор;
C) транзистор;
D) резистор;
E) варистор.
$$$ 151. Чему равно выходное напряжение на транзисторе включенном по схеме с
ОЭ, если напряжение питания равно Еп=20В, ток базы транзистора равен Iб=0,1мA,
сопротивление нагрузки равно R=1кОм, а коэффициент усиления по току равен 50.
A) 15В;
B) 2,5В;
C) 5В;
D) 10В;
E) 1В;
$$$ 152. Маркировка динисторов начинается с букв
A) КН;
B) КС;
C) КУ;
D) КТ;
E) КД;
$$$ 153. Тиристоры маркируются буквами
A) КН;
B) КС;
C) КУ;
D) КТ;
E) КД;
$$$ 154. Как включается нелинейный элемент относительно нагрузочного устройства
в параметрических стабилизаторах тока?
A) последовательно с нагрузкой
B) параллельно с нагрузкой
C) не включается
110
D) нет правильного ответа
E) ответ a и b
$$$ 155. Основным свойством диода является
A) наличие двух выводов
B) стабилизация напряжения
C) стабилизация тока
D) односторонняя проводимость
E) стабилизация температуры
$$$ 156. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
$$$ 157. Последовательное включение диодов применяют для
A) увеличения прямого тока
B) увеличения прямого напряжения
C) увеличения мощности
D) уменьшения обратного тока
E) увеличения обратного напряжения
$$$ 158. Чем характеризуется однополупериодная схема выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора и через вентили протекает в течении
половины периода фазного напряжения
B) ток во вторичной обмотке трансформатора и через вентили протекает в течении
одного периода фазного напряжения
C) обратное напряжение на диоде равно половине выпрямленного
D) выпрямленный ток равен половине тока в первичной обмотке трансформатора
E) выходное напряжение равно удвоенному входному
$$$ 159. В параметрических стабилизаторах тока в качестве нелинейного элемента
используют:
A) полевые и биполярные транзисторы
B) только полевые транзисторы
C) диоды
D) только биполярные
E) нет правильного ответа
$$$ 160. Биполярные транзисторы маркируются буквами
A) КН;
B) КС;
C) КУ;
D) КТ;
E) КД;
$$$ 161. Какие из выше перечисленных вариантов не являются основными
параметрами диода?
A) постоянное прямое напряжение
B) постоянный обратный ток
C) максимальное допустимое обратное напряжение
D) максимальный прямой средний ток
E) напряжение диода
111
$$$ 162. Какой передаточной характеристики соответствует схема:
$$$ 163. Компенсационные стабилизаторы подразделяются на:
A) импульсные и непрерывного действия
B) импульсные и прерывного действия
C) импульсные и дискретные
D) дискретные и непрерывного действия
E) дискретные и прерывного действия
$$$ 164. Конденсатор фильтра, подсоединенный к выходу выпрямителя, служит для:
A) уменьшения выходного напряжения выпрямителя;
B) увеличения выходного напряжения;
C) сглаживания пульсаций и увеличения выходного напряжения;
D) стабилизации выходного напряжения;
E) увеличения внутреннего сопротивления.
$$$ 165. По способу стабилизации стабилизаторы бывают:
A) параметрические и компенсационные
B) параметрические и импульсные
C) параметрические и дискретные
D) компенсационные и импульсные
E) компенсационные и дискретные
$$$ 166. Используя какое соотношение, можно определить частоту среза?
A) f СР  1 ;
B) f СР  2πRC
2RC
C) f СР 
E)
f СР 
1
4πRC 2
1
;
D)
f СР 
1
2π f max
;
.
2πRC
$$$ 167. Амплитудно-частотная характеристика ФНЧ фильтра Баттерворта n-го
порядка
A) А j  
A
2n
(n =1,2,3,….)
 
1   
 c 

C n 1

C) H ( j ) 

1   2 C n2 1

B) А j  
K

1   C 
 c
2
Cn
D) H ( j ) 
1   2 C n2
E) Нет правильного ответа
$$$ 168. Укажите фильтр не являющимся активным
A) мост Вина-Робинсона
B) Баттерворта
C) Чебышева
112
1

2
n



(п=1,2,3….)
D) Бесселя
E) Все виды относятся к активным
$$$ 169. Нагрузочной характеристикой выпрямителя называется
A) зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки
B) зависимость выпрямленного тока от сопротивления нагрузки
C) зависимость выпрямленного напряжения от температуры
D) зависимость выпрямленного тока от выпрямленного напряжения
E) зависимость выпрямленного напряжения от входного
$$$ 170. Укажите недостатки умножителей напряжения?
A) невысокая мощность, низкое КПД.
B) короткая полоса пропускания тока.
C) большие габариты.
D) нестабильная работа.
E) высокая мощность
$$$ 171. Для преобразования сигнала, какой полярности предназначена схема?
A) только для отрицательной.
B) и отрицательной, и положительной.
C) только для положительной.
D) нет правильного ответа.
E) для положительной, если R>0.5 кОм.
$$$ 172. Определить напряжение на выходе схемы:
A) 6.2В;
+18В
B) 3.3В;
C) 6.2+6.2В;
D) 5.6В;
E) 6.2+5.6В.
Uвх
Rогр2
Uвх
Uвых
Uвх
КС162
КС133
Uвх
Uст
КС156
E)
КС162
D)
C)
B)
$$$ 173. Какие допущения сделаны при анализе схемA)«ОУ» с ООС
Uвых
A) Iкз не превышает 25 мА;
Uст
Uвых
B) Uвых ОУ не может быть больше Uпит ОУ;
Uвх
Uвых
Uст
Uвых
Uст
D) Разность сигналов между двумя входами равна нулю;
Uвых
E) Типовое значение выходного тока ОУ Iвых= 5-10mA.
R2
R1
Uвх
$$$ 174. На основе какого алгебраического соотношения
Uвх основаны квадраторы?
Uвх
IК
A)  
.
B) U  U m sin t  U Uвх
Uвх
IБ
Uст
1 .
D) U L  X L I , U C  X C I . E)
C)  0 
D)
LC
C)
2
2
B)
 a b  a b .
A)
E) ab  
 

 2   2 
Uвых
Uст
Uвых
$$$ 175. Напряжение на не инвертирующем входе больше,
чем на инвертирующем
Uвх
Uвых
В. Uвых ОУ, не охваченного "ООС" равно:
Uст
A) -2В;
Uвых
Uст
Uвых
R2
113
R1
Uвх
Uст
R2
C) Входным сигналом является разность между сигналами на двух
входах;

2

на
B) 0В;
C) Меньше чем -2В;
D) +2В;
E) Больше чем+2В.
$$$ 176. Определить напряжение на выходе схемы:
A) +5В;
B) 0В;
C) -5В;
D) +6В;
E) -6В.
$$$ 177. Определить уравнение, описывающее схему сумматора:
A) Uвых = - (10е1+5е2-15е3);
B) Uвых = - (10е1-15е2+5е3);
C) Uвых = - (5е1-10е2+15е3);
D) Uвых = - (15е1+10е2-5е3);
E) Uвых = - (5е1+15е2-10е3).
$$$ 178. Точность работы токового зеркала может быть увеличено если…
A) в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить равные по
сопротивлению резистора
B) в коллекторы транзисторов Т1 и Т2 включить равные по
сопротивлению резистора
C) в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить разные по
сопротивлению резистора
D) в коллекторы транзисторов Т1 и Т2 включить разные по
сопротивлению резистора
E) в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить только один резистор
$$$ 179. В режиме насыщения у транзисторного ключа напряжение между
коллектором и эмиттером
A) равно источнику питания;
B) очень малое;
C) равно разности напряжения базы и коллектора;
D) равно напряжению базы;
E) отношению напряжения коллектора к напряжению базы
$$$ 180. Трансформатор предназначен для
A) поддержания выходного напряжения в заданных пределах
B) сглаживания пульсаций выходного напряжения
C) преобразования переменного тока в постоянный
D) преобразования уровня напряжения
E) поддержания выходного тока в заданных предела
$$$ 181. Последовательное включение диодов применяют для
A) увеличения прямого тока
B) увеличения прямого напряжения
C) увеличения мощности
D) уменьшения обратного тока
E) увеличения обратного напряжения
114
$$$ 182. Параллельное включение диодов применяют для
A) увеличения прямого тока
B) увеличения прямого напряжения
C) увеличения мощности
D) увеличения обратного тока
E) увеличения обратного напряжения
$$$ 183. Основными параметрами полупроводникового диода являются :
A) наличие дырок и электронов;
B) допустимая мощность рассеивания;
C) прямой ток, импульсный ток, допустимое обратное напряжение;
D) быстродействие, ток, мощность, прямое напряжение перехода;
E) температура, сопротивление, частота.
$$$ 184. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
Rогр
Uвых
A)
B)
Uвых
Uвх
C)
Uст
D)
Uвых
Uвых
Uвых
Uст
1
Uст
Uст
Uвх
Uвх
E)
Uвых
Uвх
Uст
Uст
Uвх
Uвх
Uст
2
$$$ 185. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
Uвых
Rогр
Uвх
Uст
A)
B)
Uвых
Uст
Uвых
C)
D)
Uвых
Uвых
Uст
Uст
Uвх
E)
Uвых
Uвх
Uвх
Uст
Uвх
Uст
1
Uст
2
Uвх
$$$ 186. Основной параметр, характеризующий качество работы всех стабилизаторов
тока это…
A) коэффициент стабилизации
B) напряжение
C) коэффициент полезного действия
D) сопротивление
E) коэффициент пульсации
$$$ 187. Устройство, автоматически обеспечивающее поддержание тока нагрузочного
устройства с заданной степенью точности это…
A) стабилизатор тока
B) стабилизатор напряжения
C) выпрямитель
D) интегральная микросхема
E) усилитель
$$$ 188. Выберете схему фильтра нижних частот первого порядка
A)
B)
115
C)
D)
E)
$$$ 189. Фильтры нижних частот представляют собой устройства…
A) которые пропускают сигналы низких частот и задерживают сигналы высоких
частот
B) которые пропускают сигналы высоких частот и задерживают сигналы низких
частот
C) которые пропускают сигналы частот определенного диапазона
D) которые задерживают сигналы частот определенного диапазона
E) Нет правильного ответа
$$$ 190. Чем, по сути, является фильтр нижних частот (фнч)?
A) ФНЧ является схемой, которая без изменений передает сигналы нижних частот, а
на высоких частотах обеспечивает затухание сигналов и запаздывание их по фазе
относительно входных сигналов;
B) ФНЧ является набором LC элементов, пропускающим все частоты выше
выбранного значения;
C) ФНЧ является схемой, которая без изменений передает сигналы высоких частот, а
на нижних частотах обеспечивает затухание сигналов и запаздывание их по фазе
относительно входных сигналов;
D) ФНЧ является симметричным аттенюатором;
E) ФНЧ является набором RC элементов, пропускающим все частоты ниже
выбранного значения, известен также как НЧ заграждающий фильтр;
$$$ 191. В чем состоит основное назначение фильтра?
A) основное назначение фильтра состоит в том, чтобы препятствовать прохождению
определенных групп частот при одновременном пропускании других групп или
диапазонов частотного спектра сигнала;
B) основное назначение фильтра состоит в том, чтобы «отфильтровать» различные
шумовые, тепловые помехи и, таким образом, добиться выполнения необходимых
условий для работы устройства;
C) основное назначение фильтра состоит в том, чтобы компенсировать изменение
параметров полупроводниковых элементов в зависимости от изменения температуры;
D) основное назначение фильтра состоит в том, чтобы препятствовать прохождению
всех групп частот;
116
$$$ 192. Какой петле гистерезиса соответствует компаратор:
$$$ 193. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
$$$ 194. Полевые транзисторы маркируются буквами
A) КТ;
B) КС;
C) КУ;
D) КП;
E) КД;
$$$ 195. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
$$$ 196. Частота пульсаций на выходе двухполупериодного выпрямителя равна:
A) половине частоты сети;
B) частоте сети;
C) удвоенной частоте сети;
D) учетверенной частоте сети;
E) 50 Гц.
$$$ 197. Микромощные ОУ это:
A) усилители с потребляемой мощностью более 100 мкВт;
B) усилители с потребляемой мощностью менее100 мкВт;
C) усилители с выходной выделяемой мощностью менее 100 мкВт;
D) усилители с выходной выделяемой мощностью более 100 мкВт;
E) усилители с потребляемой мощностью 0 Вт.
$$$ 198. Особенностью включения биполярного транзистора по схеме с ОБ является
A) усиление напряжения
B) усиление тока
C) усиление мощности
D) выделение тепла
E) малое напряжение насыщения
$$$ 199. Особенностью включения биполярного транзистора по схеме с ОЭ является
A) усиление напряжения
B) усиление тока
C) усиление мощности
D) выделение тепла
E) малое напряжение насыщения
117
$$$ 200. Особенностью включения биполярного транзистора по схеме с ОК является
A) усиление напряжения
B) усиление тока
C) усиление мощности
D) выделение тепла
E) малое напряжение насыщения
$$$ 201. Положительным свойством полевого транзистора является:
A) малый вес;
B) большое входное сопротивление;
C) высокий уровень шума;
D) большая термостабильность;
E) малые габариты
$$$ 202. Чем характеризуется однополупериодная схема выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора и через вентили протекает в течении
половины периода фазного напряжения
B) ток во вторичной обмотке трансформатора и через вентили протекает в течении
одного периода фазного напряжения
C) обратное напряжение на диоде равно половине выпрямленного
D) выпрямленный ток равен половине тока в первичной обмотке трансформатора
E) выходное напряжение равно удвоенному входному
$$$ 203. Основным свойством диода является
A) наличие двух выводов
B) стабилизация напряжения
C) стабилизация тока
D) односторонняя проводимость
E) стабилизация температуры
$$$ 204. Для чего предназначены усилители тока?
A) для преобразования малых токов в напряжение
B) для преобразования малых токов в большие токи
C) для выпрямления тока
D) для преобразования напряжения в ток
E) для преобразования сопротивления в ток
$$$ 205. Если ИМС перемножителя включить в цепь обратной связи ОУ то получим?
A) усилитель НЧ.
B) схему умножителя.
C) схему деления.
D) сумматор.
E) генератор НЧ
$$$ 206. Определить напряжение на выходе схемы:
A) +5В;
10кОм
B) 0В;
C) -5В;
+1В
D) +6В;
E) -6В.
118
50кОм
Uвых
$$$ 207. Перечислите все элементы в схеме умножителя аналоговых сигналов?
A) ОУ, транзистор, резистор.
B) диод, ОУ, лампа.
C) стабилитрон, конденсатор, резистор.
D) реостат, терморезистор, ОУ.
E) ОУ, транзистор, резистор, заземление.
$$$ 208. Каким образом может быть выполнен простейший стабилизатор тока?
A) на одном транзисторе
B) на одном динисторе
C) на одном резисторе
D) на одном тиристоре
E) на одном диоде
$$$ 209. Основным свойством диода является
A) наличие двух выводов
B) стабилизация напряжения
C) стабилизация тока
D) односторонняя проводимость
E) стабилизация температуры
$$$ 210. Чем характеризуется двухполупериодная схема выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение обоих периодов
или их частей
B) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение одного периода или
их частей
C) выходное напряжение равно удвоенному входному
D) выходное напряжение равно половине входного
E) выпрямленный ток равен току во вторичной обмотке трансформатора
$$$ 211. Чему равен коэффициент пульсаций если Uo = 10B, а Uп =3В
A) 0,3;
B) 3,3;
C) 13;
D) 7;
E) 30;
$$$ 212. На вход однополупериодной схемы выпрямления подается 10В. Чему равно
выпрямленное напряжение?
A) 4,5В;
B) 9В;
C) 10В;
D) 18В;
E) 3,1В;
$$$ 213.
Чему равно сопротивление резистора R1, если Uвх=15B, R3=1кОм, а напряжение на
нем равно 6В
A) 3,0кОм
B) 1,0кОм
C) 2,0кОм
D) 6,0кОм
E) 5,0кОм
$$$ 214. Параметрическими называются стабилизаторы у которых
A) в качестве регулирующего элемента используется стабилитрон
B) регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой
119
C) регулирующий элемент включен параллельно с нагрузкой
D) регулирующий элемент работает в линейном режиме
E) регулирующий элемент работает в импульсном режиме
$$$ 215. Чему равен ток через резистор R2, если Uвх=10В, R1=2кOм, R2=2кОм,
R3=4кОм
A) 1,0мA
B) 2.0мA
C) 3.0мA
D) 4.0мA
E) 5.0мA
$$$ 216. Чему равна мощность рассеиваемая на регулирующем элементе
стабилизатора, если входное напряжение Uвх=10В, выходное напряжение Uвых=6В, ток
нагрузки Iн=0,1А
A) 0,4 Вт;
B) 1,0 Вт;
C) 0,6 Вт;
D) 60 Вт;
E) 1,5 Вт;
$$$ 217. Какие основные электрические параметры характеризуют постоянный
резистор ?
A) мощность рассеивания, допустимое напряжение, номинал, допуск;
B) мощность рассеивания, допустимый ток, сопротивление, цветные полосы;
C) величина сопротивления, допуск, габаритные размеры, тип, цена;
D) цветные полосы, угол поворота, мощность рассеивания, допуск;
E) длина, ширина, вес.
$$$ 218. Если требуется более высокое выходное сопротивление в стабилизаторе тока,
то целесообразно строить источник тока с … на выходе.
A) полевым транзистором
B) подстроечным резистором
C) тиристором
D) заданным сопротивлением
E) динистором
$$$ 219. Стабилизатор тока с ОУ, который охвачен отрицательной обратной связью
по току, используется для поддержания тока в нагрузке равным заданному току I0,
определяемому ..
A) входным напряжением U0
B) параметрами ОУ
C) заданным R0
D) обратной связью
E) выходным напряжением
$$$ 220. Укажите факторы влияющие на стабильность питающего напряжения
A) изменение температуры
B) изменение входного напряжения
C) изменение выходного тока
D) изменение выходного напряжения
E) изменение частоты входного напряжения
$$$ 221. Для чего служит фильтр в выпрямительных устройствах?
A) для преобразования уровня напряжения источника электроэнергии
B) для сглаживания пульсаций напряжения
C) для преобразования переменного тока в постоянный
120
D) для стабилизации напряжения питания
E) для стабилизации тока нагрузки
$$$ 222. Преимущества активных фильтров:
A) дешевы, легко настраиваемые, невелики по размерам и массе, обеспечивают
усиление в полосе пропускания ;
B) дешевизна;
C) широкая применимость;
D) малые габариты;
E) термоустойчивость;
$$$ 223. Определить мощность резистора при следующих параметрах: напряжение
U=10В, ток I=20мA, сопротивление резистора 1кОм
A) 0.2 Вт;
B) 1,0 Вт;
C) 0,1 Вт;
D) 2,0 Вт;
E) 250 мВт;
$$$ 224. Единица измерения постоянной ослабления (затухания) фильтра?
A) Децибел;
B) Бел;
C) Герц;
D) Ампер;
E) Ом;
$$$ 225. Электролитические конденсаторы отличаются от остальных тем, что:
A) имеют возможность регулировки величины емкости;
B) имеют большие габаритные размеры;
C) имеют большую величину емкости и напряжения;
D) содержат электролит, имеют большую величину емкости, требуют определенную
полярность включения;
E) имеют отверстие для заливки электролита.
$$$ 226. Полоса задерживания фильтров нижних частот
A) W>Wc
B) W<0<Wc
C) W<Wc
D) Нет правильного ответа
E) W>0
$$$ 227. Какой может быть величина сопротивления резистора?
A) любой;
B) кратной 2в степени n ;
C) кратной 10 в степени n ;
D) в соответствии с допуском по определенному ряду;
E) определяется размером резистора;
$$$ 228. Биполярный транзистор – это прибор предназначенный для:
A) усиления тока;
B) для стабилизации напряжения;
C) для индикации ;
D) для нагрева радиатора;
E) для воспроизведения звука.
$$$ 229. Основными параметрами стабилитрона являются:
A) максимальный прямой ток и напряжение;
121
B) напряжение включения и ток управления:
C) напряжение стабилизации, максимальный и минимальный токи стабилизации;
D) ток утечки, быстродействие, ток анода;
E) ток катода, мощность.
$$$ 230. Чему равно выходное напряжение на транзисторе включенном по схеме с
ОЭ, если напряжение питания равно Еп=20В, ток базы транзистора равен Iб=0,1мA,
сопротивление нагрузки равно R=1кОм, а коэффициент усиления по току равен 50.
A) 15В;
B) 2,5В;
C) 5В;
D) 10В;
E) 1В;
$$$ 231. Высоковольтные ОУ это:
A) усилители с размахом выходного напряжения более ±30 В;
B) усилители с размахом входного напряжения более ±30 В;
C) усилители с Ку >1000;
D) усилители с потребляемой мощностью более 30 мВт;
E) усилители с потребляемой мощностью менее 30 мВт
$$$ 232. В биполярном транзисторе наибольшую величину имеет :
A) ток базы;
B) ток анода;
C) ток катода;
D) ток эмиттера;
E) ток коллектора
$$$ 233. Что такое напряжение смещения?
A) значение напряжения на выходе ОУ при отсутствии входного сигнала;
B) наибольшее значение напряжения на входе ОУ, при котором еще не происходит
изменения уровней его выходного напряжения;
C) падение напряжения на выходе;
D) значение напряжения постоянного тока на входе ОУ, при котором выходное
напряжение равно нулю;
E) интервал значений напряжений от минимального входного до максимального;
$$$ 234. Точность работы токового зеркала может быть
увеличено если…
A) в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить равные по
сопротивлению резистора
B) в коллекторы транзисторов Т1 и Т2 включить равные по
сопротивлению резистора
C) в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить разные по
сопротивлению резистора
D) в коллекторы транзисторов Т1 и Т2 включить разные по сопротивлению резистора
E) в эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 включить только один резистор
$$$ 235. Чем определяется режим работы ОУ?
A) выбором соответствующего типа входных цепей и обратной связи, а также
коммутацией;
B) выбором типа входных цепей, величин тока и напряжения цепи;
C) выбором сопротивлений;
D) полосой пропускания;
E) частотой среза;
122
$$$ 236. Полоса пропускания фильтров низких частот
A) 0<W<Wc
B) W>Wc
C) Wc<W<W1
D) W<Wc
E) Нет правильного ответа
$$$ 237. Параметры для идеального ОУ:
A) малый коэффициент усиления, малое входное сопротивление, малое выходное
сопротивление;
B) бесконечно большой КУ, малое входное сопротивление, нулевое выходное
сопротивление;
C) бесконечно большие КУ, входное сопротивление, нулевое выходное
сопротивление;
D) единичный КУ, малое входное сопротивление;
E) единичный КУ, бесконечно большое входное сопротивление;
$$$ 238. Выходное сопротивление усилителя – это:
A) разность между выходным и входным током;
B) отношение входного напряжения к выходному току;
C) отношение выходного напряжения к входному току;
D) отношение входного напряжения к входному току;
E) отношение выходного напряжения к выходному току;
$$$ 239. Дифференциальным называется усилитель, усиливающий:
A) напряжение, подаваемое относительно общего провода на инверсный вход;
B) напряжение, подаваемое относительно общего провода на не инвертирующий
вход;
C) переменное напряжение;
D) напряжение между входами усилителя;
E) постоянное напряжение.
$$$ 240. Для инвертирующего усилителя как источника напряжения, управляемого
напряжением, выберите соответствующую идеальную передаточную функцию:
A) U2=-(R2 / R1)U1
B) U2=-(R1 / R2)U1
C) U2=(R2 / R1)U1
D) U2=(R1 / R2)U1
E) U2=-(R1 * R2)U1
$$$ 241. Основным свойством резистора является
A) ограничивать ток в цепи
B) проводить ток в одном направлении
C) накапливать электрический заряд
D) стабилизировать напряжение
E) усиливать ток
$$$ 242. Для
источника
напряжения,
управляемого
соответствующую идеальную передаточную функцию:
A) U2=-I1R
B) U2=I1R
C) U2=[1+(R2 / R1)]U1
D) U2=-(R2 / R1)U1
123
током,
выберите
E) U2=[1-(R1 / R2)]U1
$$$ 243. Резисторы выбираются по
A) номинальной мощности и сопротивлению
B) величине и цветовой маркировке
C) сопротивлению и току
D) номинальной мощности и допуску
E) току и мощности
$$$ 244. Для чего служит фильтр в выпрямительных устройствах?
A) для преобразования уровня напряжения источника электроэнергии
B) для сглаживания пульсаций напряжения
C) для преобразования переменного тока в постоянный
D) для стабилизации напряжения питания
E) для стабилизации тока нагрузки
$$$ 245. Преимущества активных фильтров:
A) дешевы, легко настраиваемые, невелики по размерам и массе, обеспечивают
усиление в полосе пропускания ;
B) дешевизна;
C) широкая применимость;
D) малые габариты;
E) термоустойчивость;
$$$ 246. От чего зависит цвет свечения светодиода
A) от материала изготовления
B) от температуры
C) от напряжения
D) oт тока
E) от освещенности
$$$ 247. На какие типы делятся умножители напряжения?
A) симметричная и несимметричная.
B) дифференциальная аналоговая.
C) логарифмическая и несимметричная .
D) аналоговая и логарифмическая.
E) дифференциальная и симметричная
$$$ 248. На элементе нанесена маркировка КС182А, что это за элемент
A) кремниевый стабилитрон малой мощности с напряжением стабилизации 8,2В
B) конденсатор постоянной емкости, емкостью 182 микрофарады
C) резистор сопротивлением 8,2 Ом
D) светодиод
E) кремниевый диод
$$$ 249. Единица измерения постоянной ослабления (затухания) фильтра?
A) децибел;
B) бел;
C) герц;
D) ампер;
E) ом;
124
$$$ 250. Какую схему умножения напряжения можно получить из двух
несимметричных схем?
A) схему деления.
B) квадратор.
C) схему удвоения.
D) симметричную схему.
E) схему стабилизации тока
$$$ 251. Какой параметр меняется в фотодиоде
A) ток диода при изменении освещенности
B) ток диода при изменении напряжения
C) температура диода при изменении освещенности
D) напряжение на диоде при изменении освещенности
E) сила света при изменении тока
$$$ 252. Частотная характеристика затухания фильтра:
A) зависимость постоянной ослабления от тока;
B) зависимость входного напряжения от постоянной ослабления;
C) зависимость постоянной ослабления от входного напряжения;
D) зависимость постоянной ослабления от частоты среза фильтра;
E) зависимость постоянной ослабления от времени
$$$ 253. Схему умножителя напряжения можно заменить?
A) транзистором.
B) резистором и транзистором.
C) высоковольтным трансформатором.
D) схемой делителя.
E) схемой выпрямления напряжения
$$$ 254. На сколько изменится ток через фоторезистор если входное напряжение
равно Uвх=20В, а темновое сопротивление Rтем=100кОм, которое при изменении
освещенности уменьшилось до 5кОм
A) в 20 раз
B) на 20 мA
C) в 5 раз
D) на 5 мA
E) не измениться
$$$ 255. ФНЧ это устройство, которое:
A) кодирует сигнал в шифр;
B) пропускает сигналы низких частот и задерживает высокие;
C) пропускает сигналы высоких частот и задерживает низкие
D) блокирует поступление сигналов;
E) работает только с сигналами прямоугольной формы;
$$$ 256. На вход двухполупериодной схемы выпрямления подается 10В. Чему равно
выпрямленное напряжение?
A) 4,5В;
B) 9В;
C) 10В;
D) 18В;
E) 3,1В;
$$$ 257. Конденсатор фильтра, подсоединенный к выходу выпрямителя, служит для:
A) уменьшения выходного напряжения выпрямителя;
B) увеличения выходного напряжения;
125
C) сглаживания пульсаций и увеличения выходного напряжения;
D) стабилизации выходного напряжения;
E) увеличения внутреннего сопротивления.
$$$ 258. Устройство, автоматически обеспечивающее поддержание тока нагрузочного
устройства с заданной степенью точности это…
A) стабилизатор тока
B) стабилизатор напряжения
C) выпрямитель
D) интегральная микросхема
E) усилитель
$$$ 259. На выходе стабилизатора последовательного типа произошел обрыв
нагрузки, это приведет
A) к увеличению тока через регулирующий элемент
B) повышению выходного напряжения
C) увеличению рассеиваемой мощности на регулирующем элементе
D) к снижению тока через регулирующий элемент
E) уменьшению рассеиваемой мощности на регулирующем элементе
$$$ 260. Нагрузочной характеристикой выпрямителя называется
A) зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки
B) зависимость выпрямленного тока от сопротивления нагрузки
C) зависимость выпрямленного напряжения от температуры
D) зависимость выпрямленного тока от выпрямленного напряжения
E) зависимость выпрямленного напряжения от входного
$$$ 261. Стабилизаторы подразделяются на
A) параметрические и линейные
B) компенсационные и нелинейные
C) параметрические и нелинейные
D) компенсационные и линейные
E) компенсационные и параметрические
$$$ 262. Какое минимальное количество выводов может иметь ОУ?
A) 2;
B) 3;
C) 5;
D) 7;
E) 1;
$$$ 263. Стабилизаторы тока применяются для того, чтобы ток в нагрузке не зависел
от …….
A) сопротивление нагрузки
B) напряжение нагрузки
C) входного напряжения
D) сопротивления проводов
E) напряжения в сети
$$$ 264. Чем характеризуется двухполупериодная схема выпрямителя?
A) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение обоих периодов
или их частей
B) ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение одного периода или
их частей
C) выходное напряжение равно удвоенному входному
D) выходное напряжение равно половине входного
126
E) выпрямленный ток равен току во вторичной обмотке трансформатора
$$$ 265. Полупроводниковый переход обладает:
A) высоким сопротивлением;
B) двухсторонней проводимость;
C) высокой проводимостью;
D) односторонней проводимостью;
E) отсутствием проводимости.
$$$ 266. Чем задается выходной ток в стабилизаторах тока?
A) некоторым опорным напряжением
B) некоторым заданным сопротивлением
C) подстроечным резистором
D) полевым транзистором
E) некоторым опорным сопротивлением
$$$ 267. Какой передаточной характеристики соответствует схема:
$$$ 268. Число витков первичной обмотки W1=1000. Чему равно число витков
вторичной обмотки W2, если U1=200В, сопротивление нагрузки Rн = 100 Ом и ток
нагрузки Iн=0,5А
A) 250;
B) 2;
C) 1000;
D) 10;
E) 500;
$$$ 269. В режиме насыщения у транзисторного ключа напряжения между
коллектором и эмиттером:
A) равно источнику питания;
B) очень малое;
C) равно разности напряжения базы и коллектора;
D) равно напряжению базы;
E) отношению напряжения коллектора к напряжению базы
$$$ 270. Стабилитроны включают последовательно для
A) получения более высокого входного напряжения
B) включение последовательно стабилитронов не имеет смысла
C) получения более высокого выходного напряжения
D) получения более высокого обратного напряжения
E) получения более высокого обратного тока
$$$ 271. На вход двухполупериодной схемы выпрямления подается 20В. Чему равно
выпрямленное напряжение?
A) 20В;
B) 18В;
C) 10В;
D) 9В;
E) 5В;
$$$ 272. Что называется дифференциальным усилителем?
A) усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, большим и малым
выходным сопротивлением и высоким коэффициентом усиления
B) усилитель с большим коэффициентом усиления, имеющий два высокоомных входа
и один низкоомный выход, с глубокой обратной связью;
127
C) усилитель постоянного тока выходное напряжение которого пропорционально
разности напряжений входных сигналов;
D) операционный усилитель без обратной связи;
E) операционный усилитель с обратной связью;
$$$ 273. h21Ý - коэффициент усиления…
A) транзистора по напряжению
B) транзистора по току
C) конденсатора по току
D) конденсатора по напряжению
E) резистора по напряжению
$$$ 274. Полупроводник типа «Р» имеет в своей структуре носителя электрического
заряда:
A) электронов;
B) атомов;
C) “дырок”;
D) ионов;
E) молекул.
$$$ 275. Параметры операционных усилителей:
A) напряжение смещения;
B) полоса пропускания;
C) коэффициент обратной связи, входное сопротивление;
D) частота среза;
E) все перечисленное;
$$$ 276. Дырки в полупроводниковой структуре это:
A) отрицательно заряженные частицы;
B) положительно заряженные образования внутри вещества;
C) отверстия в атомах полупроводника с положительным зарядом;
D) атомы примеси;
E) молекулы примеси.
$$$ 277. Для преобразования сигнала, какой полярности предназначена схема?
A) только для отрицательной.
B) и отрицательной, и положительной.
C) только для положительной.
D) нет правильного ответа.
E) для положительной, если R>0.5 кОм,
$$$ 278. Однофазный двухполупериодный выпрямитель содержит:
A) четыре диода;
B) три диода;
C) два диода;
D) один диод;
E) стабилитрон
$$$ 279. Какие допущения сделаны при анализе схем «оу» с ООС:
A) Iкз не превышает 25 мА;
B) Uвых ОУ не может быть больше Uпит ОУ;
C) Входным сигналом является разность между сигналами на двух входах;
128
D) Разность сигналов между двумя входами равна нулю;
E)Типовое значение выходного тока ОУ Iвых= 5…10мА.
$$$ 280. Частота пульсаций на выходе двухполупериодного выпрямителя равна:
A) половине частоты сети;
B) частоте сети;
C) удвоенной частоте сети;
D) учетверенной частоте сети;
E) 50 Гц.
$$$ 281. Определить напряжение на выходе схемы:
A) +5В;
10кОм
+1В
B) 0В;
10кОм
C) -5В;
D) +6В;
E) -6В.
50кОм
Uвых
50кОм
$$$ 282. Для применения фильтров в диапазоне низких частот наилучшими схемами
являются:
A) на основе резисторов, конденсаторов и одного или нескольких активных приборов
(транзисторов, и т.д.) .иногда ОУ;
B) на основе диодов и стабилитронов;
C) на основе реле;
D) на основе катушек индуктивности;
E) на основе операционных усилителей;
$$$ 283. Параметры, имеющие размерность частоты:
A) частота единичного усиления, время выборки считывания;
B) коэффициент передачи напряжения;
C) частота генерирования, полоса пропускания;
D) разность входных токов;
E) пороговое напряжение.
$$$ 284. В каком случае используется фильтр Баттервотта?
A) когда желательно иметь низкий коэффициент усиления для всех частот в полосе
пропускания;
B) когда желательно иметь высокий коэффициент усиления для всех частот в полосе
пропускания;
C) когда нужно получить максимально высокий сигнал на выходе;
D) когда необходимо получить ослабленный сигнал на выходе
E) когда желательно иметь одинаковый коэффициент усиления для всех частот в
полосе пропускания;
$$$ 285. Характеристика фильтра Чебышева
A) в пределах полосы пропускания весьма близка к равномерной, ее называют
максимально плоской;
B) на выходе фильтра запаздывание по фазе сигнала относительно сигнала на его
входе линейно возрастает с частотой;
C) имеет волнообразные зубцы в полосе пропускания и равномерна в полосе
подавления;
D) в полосе пропускания затухание фильтра становится относительно небольшим;
E) характеристика затухания имеет малую крутизну в полосе перехода;
129
$$$ 286. Переходная область фильтра нижних частот
A) Wc<W<W1
B) W>Wc
C) W<Wc
D) Нет правильного ответа
E) W>0
$$$ 287. Укажите недостатки умножителей напряжения?
A) невысокая мощность, низкое КПД.
B) короткая полоса пропускания тока.
C) большие габариты.
D) нестабильная работа.
E) высокая мощность.
$$$ 288. На выходе параметрического стабилизатора напряжения произошел обрыв
нагрузки. Возможный исход:
A) Uвых. увеличится в 2 раза ;
B) Повышение тока через стабилитрон;
C) Через Rогр пойдёт недопустимо большой ток;
D) Uвых. уменьшится в 2 раза;
E) Uвых. = +18В.
$$$ 289. Стабилизатором напряжения называется
A) устройство поддерживающее выходное напряжение в заданных пределах
B) устройство сглаживающее пульсации выходного напряжения
C) устройство преобразующее переменный ток в постоянный
D) устройство преобразующее уровень напряжения
E) устройство поддерживающее выходной ток в заданных пределах
$$$ 290. Параметрическими называются стабилизаторы у которых
A) в качестве регулирующего элемента используется стабилитрон
B) регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой
C) регулирующий элемент включен параллельно с нагрузкой
D) регулирующий элемент работает в линейном режиме
E) регулирующий элемент работает в импульсном
$$$ 291. Определить напряжение на выходе схемы:
A) 6.2В;
Uвх
Rогр2
Uвх
B) 3.9В;
+18В Uвх
КС162
КС139
C) 6.2+6.2В;
Uвх
Uст
D) 5.6В;
КС162
E)
E) 6.2+5.6В.
D)
C)
B)
$$$ 292. Чему равна мощность
A)
Uвых
стабилизатора, если входное напряжение
Uст
нагрузки Iн=0,1А
Uвых
Uвх
A) 0,4 Вт
Uвых
B) 1,0 Вт
Uст
Uвых
C) 0,6 Вт
Uст
D) 60 Вт
Uвых
R2
E) 1,5 Вт
R1
Uвх
Uвх
Uвх
Uвх
Uвх
Uст
E)
D)
Uвых
КС156
рассеиваемая на регулирующем элементе
Uвх=10В, выходное напряжение Uвых=6В, ток
130
$$$ 293. На выходе стабилизатора последовательного типа произошел обрыв
нагрузки, это приведет
A) к увеличению тока через регулирующий элемент
B) повышению выходного напряжения
C) увеличению рассеиваемой мощности на регулирующем элементе
D) к снижению тока через регулирующий элемент
E) уменьшению рассеиваемой мощности на регулирующем элементе
$$$ 294. Какой передаточной характеристике соответствует схема:
Uвых
Rогр
A)
B)
Uст
C)
Uвых
Uвых
Uвх
D)
Uвых
Uст
Uст
Uвх
E)
Uвых
Uвых
Uст
Uвх
Uвх
Uст
Uвх
Uс
т1
Uвх
Uст
2
$$$ 295. Основными параметрами транзистора являются:
A) мощность и ток;
B) допустимые напряжения на переходах, максимальный ток коллектора,
максимальная мощность коллектора, коэффициент усиления по току;
C) ток, напряжение, мощность, габаритные размеры, коэффициент усиления по
напряжению;
D) сопротивление, напряжение стабилизации, обратное напряжение;
E) температура, размер корпуса, количество выводов.
$$$ 296. Источник тока это:
A) устройство, выходное сопротивление которого =0;
B) устройство, выходное сопротивление которого много меньше сопротивления
нагрузки;
C) устройство, выходное сопротивление которого много больше сопротивления
нагрузки;
D) устройство, выходное сопротивление которого = сопротивлению нагрузки;
E) устройство, у которого выходное сопротивление отсутствует
$$$ 297. Для инвертирующего усилителя как источника напряжения, управляемого
напряжением, выберите соответствующую идеальную передаточную функцию:
A)U2=-(R2 / R1)U1
B)U2=-(R1 / R2)U1
C)U2=(R2 / R1)U1
D)U2=(R1 / R2)U1
E)U2=-(R1 * R2)U1
$$$ 298. ОУ применяются в:
A) активных фильтрах;
B) пассивных фильтрах;
C) генераторах переменного тока;
D) в оптоэлектронных устройствах;
E) в релейных механизмах;
$$$ 299. Что называется обратной связью?
A) воздействие инвертирующего входа на инвертирующий;
B) АЧХ и ФЧХ ОУ;
C) уменьшение амплитуды входного сигнала;
131
D) частота среза;
E) воздействие выходной цепи на входную;
$$$ 300. Для стабилизатора тока коэффициент стабилизации тока (где ∆IH и IH –
приращение и номинальное значение нагрузочного тока)
A) Кст=(∆Uвх/Uвх)/(∆IH/IH)
B) Кст=(∆Uвх/∆IH)/(Uвх/IH)
C) Кст=(∆Uвх/IH)/(Uвх/∆IH)
D) Кст=(Uвх/∆Uвх)/(∆IH/IH)
E) Кст=(Uвх/∆Uвх)/(IH/∆IH)
Ключи правильных ответов на тестовые задания по дисциплине
“Электронные средства ИИТ”
Номер Правильный Номер Правильный Номер Правильный
вопроса
ответ
вопроса
ответ
вопроса
ответ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
A
A
A
D
A
B
A
D
A
C
B
D
A
B
D
B
A
C
B
C
C
A
C
A
D
E
A
A
A
D
C
C
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
C
C
D
B
B
C
C
B
A
C
C
A
E
A
D
B
A
A
A
B
C
A
C
B
A
A
D
D
E
A
E
D
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
132
A
A
C
C
A
B
A
B
A
E
D
A
E
C
A
A
A
A
C
A
A
C
D
B
A
B
A
C
A
D
A
E
Номер
вопроса
Правильный
ответ
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
A
E
A
A
A
D
A
A
B
C
B
D
A
A
A
C
A
D
B
A
C
B
A
B
B
B
C
A
A
C
B
D
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
D
A
D
C
B
D
E
A
A
С
A
B
B
C
E
B
B
B
B
D
D
C
C
A
C
A
D
E
E
A
A
D
E
E
A
C
A
A
A
A
A
A
C
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
B
D
E
E
B
B
A
B
D
E
A
C
C
A
A
A
A
A
A
A
D
A
D
D
C
B
A
A
C
D
A
D
B
C
D
A
A
D
A
A
A
A
A
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
133
A
A
A
A
A
B
B
A
A
A
D
A
D
A
C
A
A
D
D
A
A
A
C
Е
D
A
A
A
A
B
A
A
A
A
A
D
A
C
C
A
B
B
C
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
290
293
294
295
296
297
298
299
300
A
D
A
E
C
A
A
D
A
C
A
B
C
B
C
B
C
E
B
C
C
D
C
B
A
C
E
C
A
A
B
B
A
D
A
E
B
B
C
A
A
E
A
8 Методические указания для выполнения курсового проекта
8.1 Общие положения
Курсовой проект позволяет закрепить и углубить знания по дисциплине
«Электронные средства ИИТ», приобрести навыки для проектирования
измерительных устройств на уровне аналоговых электронных узлов и
является подтверждением того, что студент умеет применить полученные
знания при решении конкретной задачи.
8.2 Последовательность выполнения курсового проекта
Тема курсового проекта: «Проектирование измерительного аналогового
устройства»
Курсовой проект выполняется по заданным вариантам разработки.
Индивидуальные задания приведены в таблице 1 и предусматривают
разработку аналогового устройства для измерения температуры,
освещенности, уровня и т.д., а также других измерительных устройств и
отдельных законченных узлов измерительных устройств. Основными
критериями для проектирования измерительных устройств являются
диапазоны входных и выходных сигналов, диапазон регулирования и т.д. в
зависимости от варианта задания.
Используя данные своего варианта студент должен самостоятельно
выбрать оптимальные технические и программные пути реализации
измерительного устройства. Основой для реализации устройства должны
являться,
в
основном,
операционные
усилители
и
другие
специализированные интегральные микросхемы.
8.3 Оформление результатов выполнения курсового проекта
Курсовой проект должен состоять из описательной и графической части.
Описательная часть должна содержать: титульный лист, содержание,
введение, техническое задание, основную часть, заключение, список
использованных источников и приложение, оформленные в соответствии со
стандартами КарГТУ.
Введение должно содержать краткое описание измерительного
устройства, где применяется данное устройство, и общую цель разработки.
В основной части пояснительной записки необходимо:
Разработать техническое задание;
Произвести анализ существующих методов измерения заданной
величины;
Разработать структурную схему, описать по ней принцип действия
устройства, функциональное назначение и технические характеристики
каждого функционального узла.
На основе разработанной структурной схемы выбрать элементную базу;
разработать принципиальную схему устройства; при необходимости
выполнить расчет электронных узлов: с описанием работы этих узлов,
выбором типа микросхем, режимом и алгоритмом их работы;
134
В заключении приводятся основные результаты выполнения курсового
проекта
Список использованных источников содержит библиографические
данные литературы, приведенной в порядке ссылок на них в тексте.
В приложение выносятся ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ и могут выноситься
диаграммы, таблицы, чертежи с обязательной ссылкой на них в тексте.
Графическая часть курсового проекта представляется на листе формата
А1, оформленная по ГОСТам, и должна содержать: структурную схему;
электрическую принципиальную схему разработанного устройства или узла;
перечень элементов. с одним общим штампом.
8.4 Рекомендуемая литература
1. Павлов В. Н., Ногин В. Н. Схемотехника аналоговых электронных
устройств: Учебник для вузов. – М.: Горячая линия–Телеком, 2001. – 320 с.
2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных
устройствах. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 304 с.
3. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных
ИС:-Пер. с англ. –М.:-Мир, 1985. – 572 с.
4. Топильский В.Б. Схемотехника измерительных устройств – М.:
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.–232 с.
Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств. Учебное пособие
для студ. высш. учеб. заведений – М.: Издательский центр «Академия», 2010.
– 336 с.
5. Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств. Учебное пособие
для студ. высш. учеб. заведений – М.: Издательский центр «Академия», 2010.
– 336 с. – 320 с.
6. Валенко В. С. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники
электронных устройств – М., Издательский дом "Додека-XXI", 2001. – 368 с.
7. Джонсон Д. и др. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ. – М.:
Энергоатомиздат, 1983. – 128 с.
8. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. В двух
томах : Пер. с нем.: в 2 т. - М.: ДМК Пресс, 2008.
9. Операционные усилители и компараторы. Справочник. – М.,
Издательский дом "Додэка - XXI", 2002. – 560 с.
10. Виглеб Г. Датчики: Пер. с нем. – М.: Мир, 1989. – 196 с.
11. Дж.Фрайден Современные датчики. Справочник. – Москва:
Техносфера, 2005. – 592 с.
12. Бонни Бэйкер. Что нужно знать цифровому инженеру об аналоговой
электронике; пер. с англ. Ю. С. Магды. — М. : Додэка-ХХ1, 2010. — 360 с.
13. Осипович Л.А. Датчики физических величин.- М.: Машиностроение,
1979 .
14. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ С.В.
Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др; Под ред. С.В.
Якубовского. -М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
135
15. Аксенов А. И., Нефедов А. В. Резисторы. Конденсаторы. Провода,
припои, флюсы. Справочное пособие. – М., "Салон - Р", 2000. – 240 с.
16. Игловский И.Г., Владимиров Г.В. Справочник по слаботочным
электрическим реле.- 3-е., - Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 560 с.
17. Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные
интегральные схемы: Пер. с англ. –М.:-Мир, 1979. – 360 с.
18. Разработка и оформление конструкторской документации
радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова,
А.С. Куликов и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. - 2-е изд., перераб. и доп.М.: Радио и связь, 1989. - 448 с.: ил.
8.5 Варианты заданий
Тематика курсовых проектов
1 Проектирование аналогового регулятора температуры. Варианты
заданий приведены в таблице 8.1.
2 Проектирование и исследование активного фильтра на основе
операционного усилителя. Варианты заданий приведены в таблице 8.2.
3 Проектирование функционального генератора на основе операционных
усилителей. Варианты заданий приведены в таблице 8.3.
Таблица 8.1
Вариант задания для расчета регулятора температуры
№ вар.
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Датчик
2
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
Θ1,ºC
3
100
100
200
300
400
600
900
50
50
150
250
300
500
800
100
100
200
300
400
600
900
100
Θ2,ºC
4
200
200
400
500
600
800
1500
200
200
400
400
600
800
1500
150
150
350
450
500
700
1400
250
Вар
5
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
136
Датчик
6
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
Θ1,ºC
7
150
150
250
350
450
650
950
200
200
400
600
500
700
1000
200
200
400
600
500
650
1000
150
Θ2,ºC
8
200
200
400
500
600
800
1500
250
250
600
650
700
800
1500
300
300
650
650
800
700
1600
300
1
23
24
25
26
27
28
29
30
21
32
33
34
35
2
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
3
100
200
300
400
600
900
150
150
250
350
450
650
950
4
250
450
550
700
900
1600
250
250
450
550
700
900
1600
5
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
6
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
ТСМ50
ТСМ100
ТСП50
ТСП100
ХА
ХК
ПП
7
150
350
550
450
600
800
250
250
300
400
750
650
800
8
300
650
650
800
700
1600
450
450
650
650
800
700
1000
Таблица 8.2
Вариант задания для проектирования активного фильтра
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Добротность Uвх,
Q
мВ
100
Чебышева с неравномерностью 0.5 дБ 0,86
20
550
Чебышева с неравномерностью 1 дБ 0,96
66
90
Чебышева с неравномерностью 2 дБ 1,13
1000
1300
Чебышева с неравномерностью 3 дБ 1,3
1400
1700
Баттерворта
0,71
18
210
Чебышева с неравномерностью 1 дБ 0,96
22
250
Чебышева с неравномерностью 2 дБ 1,13
2,6
290
Чебышева с неравномерностью 3 дБ 1,3
300
Тип фильтра
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
ФНЧ
ФВЧ
Uвых,
В
7
0,88
11
4,62
4,5
21
15,6
14
10,2
0,36
8,4
0,88
15
0,13
18,85
1,5
Таблица 8.3
Вариант задания для проектирования функционального генератора
№ вар.
Сопротивление
нагрузки Rн, Ом
1
1
2
3
4
5
Выходное
напряжени
е Umax,В
2
7.5
36
10
51
15
3
6
15
8
15
10
137
Длительност
ь
периода
мин.
Тп min, мс
4
5
1
2
0.1
3
Длительность
периода макс.
Тп max, мс
5
75
10
20
1
45
Частота
среза, fср
100 кГц
60 Гц
50 кГц
110 Гц
20 кГц
320 Гц
9 кГц
650 Гц
550 Гц
9 кГц
280 Гц
20 кГц
90 Гц
50 кГц
40 Гц
100 кГц
1
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
2
43
24
20
10
30
43
24
27
36
10
20
9.1
5
30
12
3
4
12
12
10
6
12
10
10
12
12
8
8
8
5
10
10
0.3
10
1
10
4
3
0.2
2.5
2
5
2
0.5
3
6
1
138
5
3
80
20
100
40
30
5
25
25
60
30
5
30
60
15