Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
На генераторе импульсов установите частоту 1 кГц, выходное напряжение сигнала прямоугольной формы должно иметь размах 5 В. На входе используйте тройник для подключения канала 1 осциллографа, на выходе - тройник на осциллографе для подключения нагрузки 50 Ом.
1. На выходе схемы можно наблюдать прямоугольный сигнал с закругленными углами. Линия нулевого уровня напряжения расположена посередине для осциллограммы нарастающего либо спадающего тока. При измерении
2.13. ПРАКТИКУМ Гб9
1mH
Земля
ж е- о
Рис2.30. Схема для изучения нарастания и затухания тока в катушке индуктивности
времени t2 необходимо вести отсчет до линии нулевого уровня напряжения. Величина размаха тока катушки индуктивности рассчитывается по падению напряжения на нагрузочном резисторе 50 Ом.
2. Рассчитайте ожидаемые величины тока (размах), протекающего через катушку индуктивности, и время затухания t2.
3. Зарисуйте и проанализируйте форму выходного сигнала.
В электронных схемах очень часто в качестве переключающих элементов применяются транзисторы. Они
имеют три вывода. Пропуская ток по одному из выводов (базе), два других вывода (коллектор и эмиттер) служат в качестве переключателя. Такую схему используют, если необходимо переключить ток в катушке индуктивности так, чтобы не возникло перенапряжения.
В качестве примера рассмотрим работу реле. Это механические переключатели, действие которых основано на использовании магнитных сил, возникающих при пропускании тока через управляющую катушку. С помощью реле можно управлять большими токами и напряжениями с весьма малыми потерями, но управляющие обмотки имеют достаточно высокую индуктивность, в силу чего при резких изменениях тока в катушке управления напряжение в них возрастает. Для наглядности соберем транзисторный ключ, имеющий первоначально чисто резистивную нагрузку, затем ключ, имеющий индуктивную нагрузку, а в конце упражнения для уменьшения индуцируемых высоких напряжений в схему будет введен диод.
С помощью платы для макетирования соберем схему, представленную на рис. 2.31а.
Источник питания
Вход: генератор
Вход: канал 1
J
Ваход: щуп с С <j> делителем 1 0:1
P2N.2222A
Источник питония (точка подключения «земли» осциллографа и генератора)
Ваход: канол 2 —
зкл иакл
а) б)
Рис 2.31. Схема транзисторного ключа (а) и осциллограммы входного и выходного сигналов (6)
Эта схема не содержит ни катушки индуктивности, ни диода. Для одновременного подключения генератора к каналу 1 осциллографа и к исследуемой схеме необходимо использовать тройник (Т-образный коаксиальный разъем). На выходе используется щуп с ослаблением сигнала 10:1 для подключения к каналу 2. Напряжения при выполнении измерений могут быть достаточно велики, и их эпюры
[W] 2. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
будут выходить за границы экрана осциллографа, если не использовать указанный щуп. Дополнительно понадобится источник питания напряжением 12 В.
Следует учесть, что после того, как схема с транзистором и источником питания будет собрана, ее элементы могут выйти из строя. Поэтому, если готовая схема не работает, а вы уверены, что она собрана без ошибок, то остается предположить, что какой-нибудь из элементов неисправен. Прежде всего нужно проверить сопротивление резистора с помощью комбинированного измерительного прибора (тестера), затем катушку индуктивности, определив сопротивление ее обмотки. Катушка с индуктивностью в 1 мГн имеет сопротивление порядка 10 Ом. При использовании катушек с меньшим значением индуктивности следует помнить, что сопротивление их обмоток будет меньше и составит всего несколько ом или менее того. Катушки индуктивности могут также иметь обрыв (например, перегоревший провод) или короткое замыкание (при разрушении изоляции провода).
Для проверки диодов некоторые типы измерительных приборов наделены специальной функцией. Другие приборы могут обеспечить прохождение фиксированного значения тока при измерении сопротивления, например 1 мА, а также измерить отношение напряжения к току. Например, для диода с прямым падением напряжения 0,6 В показание прибора в этом случае составит 600 Ом. При этом обязательно соблюдайте полярность включения диода: анод должен быть подключен к выводу с высоким потенциалом, а катод - с низким. Аналогичный подход может быть использован и при проверке транзистора.
Базово-эмиттерный и базово-коллекторный переходы по своей природе являются диодами, поэтому транзистор можно проверить как два отдельных диода.
Транзистор типа P2N2222A поставляется в пластмассовом корпусе и имеет три вывода. (Буква «Р» в маркировке обозначает пластмассовый корпус.) Базовый вывод является входом, коллекторный вывод - выходом, а эмиттерный вывод служит для заземления. Маркировка выводов приведена в приложении 4. Базово-эмиттерный переход, как уже отмечалось, является диодом, поэтому через базу протекает только положительный ток, а прямое падение напряжения составляет порядка 0,6 В. Когда через базу ток не течет, сопротивление между коллектором и эмиттером высокое и переключатель разомкнут. При этом по коллекторному резистору сопротивлением 2 кОм ток не течет, а выходное напряжение будет в точности равно напряжению источника питания. Но если появится базовый ток достаточной величины, сопротивление между коллектором и эмиттером снизится, позволив протекать значительному по величине току, замкнув, таким образом, переключатель. Проходящий токхнизит напряжение на резисторе, а это означает, что выходное напряжение транзистора будет весьма малым, приближающимся к нулю. Задачей же резистора сопротивлением 2 кОм в цепи базы транзистора является ограничение величины протекающего через базу тока.
