Лабораторный практикум по устройствам на операционных

УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
А.Н. СЕМЕНЕНКО
Научный руководитель – В.В. МАСЛЕННИКОВ, д.т.н., профессор Научный консультант – Т.М. ХАЛФИН
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО УСТРОЙСТВАМ
НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА NI ELVIS
Разработан проект лабораторного практикума для изучения различных электронных устройств на основе
микросхем операционных усилителей (ОУ).
На сегодняшний день микросхемы ОУ являются одними из основных электронных компонентов в электронике, на базе которых может быть создано большое количество электронных устройств: усилителей,
компараторов, источников тока и напряжения, генераторов сигналов различной формы, активных фильтров
и т.д. [1-6]. Поэтому изучение устройств на основе ОУ является важным разделом изучения электроники. В
настоящее время стоит проблема обеспечить изучение студентами материала большого объема по микросхемам ОУ и их применению в короткие сроки. Однако лабораторные стенды, используемые в лабораториях, не позволяют этого сделать. Поэтому стоит задача модернизации лабораторного фонда с помощью современных средств.
Одним из решений является использование автоматизированных систем измерений. Одной из таких систем является лабораторный стенд NI ELVIS с программным обеспечением на базе LabVIEW [7,8] для взаимодействия с виртуальными приборами. NI ELVIS имеет встроенные АЦП и ЦАП, связанные с компьютером. На их основе можно построить генератор сигналов, осциллограф, источник питания, мультиметр и пр.
Для решения задачи модернизации лабораторного фонда разрабатывается практикум, в который входят:
методические указания к лабораторным работам, учебная плата, позволяющая собирать устройства на микросхемах ОУ, программное обеспечение для управления сбором данных и отображением результатов измерений.
В данный момент проводится моделирование в пакете Multisim устройств, которые будут размещены на
учебной плате, а также составление заданий для каждого из них, которые студенты должны будут выполнить в ходе лабораторных работ. Цель данного этапа заключается в том, чтобы проверить работу схем,
возможность выполнения тех или иных заданий, а также подбор ориентировочных номиналов, используемых компонентов. В настоящее время промоделировано свыше 50 устройств на основе микросхем ОУ разного типа и уровня сложности. Часть из этих устройств может быть реализована не только на ОУ общего
применения, но и на специализированных микросхемах ОУ: быстродействующих, микромощных, прецизионных, мощных. На последующих этапах работы будет написано программное обеспечение, проведено макетирование устройств и изготовлена учебная плата. Последним этапом составления лабораторного практикума будет проверка правильного функционирования учебной платы и оформление указаний к лабораторным работам. Следует отметить, что из-за широкого набора устройств, представленных на макетной плате,
её можно использовать для проведения лабораторных работ как для студентов электронных специальностей,
так и для студентов, для которых электроника не является основным предметом. Поэтому список заданий и
изучаемых устройств будут отличаться для разных групп студентов. Планируется также реализация работы
с внешними приборами, что позволит студентам увидеть различия между виртуальными и реальными приборами.
В заключении хотелось бы ещё раз отметить достоинства такого подхода в обучении: актуальность, современность, изучение не только электроники, но и программ, которые широко используются в инженерной
деятельности. Всё это делает такой подход в обучении очень интересным для студентов.
Список литературы
1.
М.Х. Джонс. Электроника – практический курс.// Москва: Техносфера, 2006.
2.
Л. Фолкенберри. Применения операционных усилителей и линейных ИС.// Пер. с англ. –
М.: Мир, 1985.
3.
И. Достал. Операционные усилители.// Пер. с англ. – М.: Мир, 1982.
4.
Активные избирательные устройства радиоаппаратуры. Под редакцией В.В. Масленникова.// М.: Радио и связь, 1987.
5.
2009.
В.В. Масленников. Микросхемы операционных усилителей и их применение.// М.: МИФИ,
УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
6.
В.В. Масленников. Сборник задач по курсу «Общая электротехника и электроника».// М.:
МИФИ, 2007.
7.
2005.
8.
Р.Ш. Загидуллин. LabVIEW в исследованиях и разработках.// М.: Горячая линия - Телеком,
А.Я. Суранов. LabVIEW 8.20: Справочник по функциям.// М.: ДМК Пресс, 2007.