Комплект лабораторного оборудования по электронной технике

Полезная модель направлена на расширение функциональных возможностей комплекта лабораторного оборудования, улучшение его дидактических свойств, повышение наглядности для обеспечения качества учебного процесса. Указанный технический результат достигается тем, что в комплекте лабораторного оборудования по электронной технике, содержащем измерительный стенд в виде набора измерительных приборов и устройств формирования сигналов, блок управления и индикации и блок питания, согласно полезной модели он дополнительно содержит набор пультов, каждый из которых выполнен в виде горизонтального настольного блока, на лицевой панели которого расположена мнемосхема лабораторной работы и монтажное поле для модулей и проводов. При этом измерительный стенд целесообразно выполнять в виде настольного блока вертикального типа.

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию по электронной технике, а именно, к установкам для проведения лабораторного практикума по дисциплине «Электронная техника» в объеме учебной программы «Электроника, микроэлектроника, радиотехника и телекоммуникация» в высших и средних технических учебных заведениях. Комплект оборудования может использоваться как для иллюстрации основных теоретических положений изучаемого курса, так и для проведения учебно-исследовательской работы студентов.

Известен стенд для изучения основ электротехники (RU, заявка № 2001118345, кл. G 09 B 23/18, 2001 г.), содержащий измерительный стенд в виде набора измерительных приборов и устройств формирования сигналов, блок управления и индикации и блок питания. При этом блок питания подключен к устройству коммутации. Блок электрических схем соединен с блоком защиты от короткого замыкания. В панель с контрольными гнездами, введены генератор одиночных импульсов, генератор периодических сигналов, генератор постоянных напряжений, выходы которых подключены к устройству коммутации, первый вывод которого подключен к блоку управления и индикации, а второй вывод через блок защиты от короткого замыкания соединен с блоком электрических схем, выполненным в виде наборного поля, содержащего набор активных и пассивных электрических элементов, электрически не связанных друг с другом. Контактные гнезда, к которым присоединены выводы электрических элементов, отображены на мнемонической фальшпанели. Наборное поле подключено к панели с контрольными гнездами и к параллельно соединенным входам детектора максимального значения, детектора среднего значения, преобразователя аналогового сигнала и повторителя напряжения, выходы которых также

подключены к панели с контрольными гнездами. Входы блока измерительных приборов также подключены к контрольным гнездам панели.

Однако известный лабораторный стенд является недостаточно наглядным, кроме того, у него малые функциональные возможности.

Задачей создания полезной модели является расширение функциональных возможностей, улучшение его дидактических свойств, повышение наглядности для обеспечения качества учебного процесса и возможности проведения исследовательской работы студентов.

Технический результат заключается в расширении диапазона решаемых задач, что дает возможность обеспечения высокой степени наглядности благодаря конструкции стенда, а также создает условия быстрой и надежной установки комплекта на рабочем месте.

Поставленная задача достигается тем, что в комплекте лабораторного оборудования по электронной технике, содержащем измерительный стенд в виде набора измерительных приборов и устройств формирования сигналов, блок управления и индикации и блок питания, согласно полезной модели он дополнительно содержит набор пультов, каждый из которых выполнен в виде горизонтального настольного блока, на лицевой панели которого расположена мнемосхема лабораторной работы и монтажное поле для модулей и проводов. При этом измерительный стенд целесообразно выполнять в виде настольного блока вертикального типа. Кроме того, в состав измерительного стенда входят два вольтамперметра постоянного тока, выполненных цифровыми на микросхеме АЦП КР572ПВ2 в типовом включении, два вольтамперметра постоянного и переменного тока, выполненных цифровыми на микросхеме АЦП КР572ПВ2 в типовом включении и содержащих преобразователь для измерения переменного напряжения, генератор низкой частоты, построенный по аналоговой схеме с использованием интеграторов на ОУ, генератор высокой частоты, построенный на аналоговой схеме на транзисторах с LC - контуром и частотометр, выполненный с использованием микроконтроллера PIC. Блок

питания комплекта построен с использованием трансформатора и интегральных стабилизаторов напряжения. Кроме того, набор пультов включает два сменных пульта и 22 модуля по числу лабораторных работ, при этом каждый модуль выполнен в виде прозрачной коробки, внутри которой расположены необходимые для выполнения лабораторной работы радиоэлементы и штыри для подключения к пульту, а сверху - условное обозначение модуля. Питание пульта осуществляется от блока питания измерительного стенда. На задней стенке измерительного стенда размещены коаксиальные разъемы для подключения осциллографа.

Такой состав комплекта лабораторного оборудования обеспечивает многофункциональность, точность и наглядность предлагаемой полезной модели за счет того, что один из сменных пультов обеспечивает исследование полупроводниковых приборов, а другой - исследование электронных схем. Кроме того, 22 модуля позволяют решать учебные задачи в широком диапазоне.

Полезная модель поясняется чертежами, на фиг.1 - представлен комплект лабораторного оборудования по электронной технике; на фиг.2 -внешний вид панели измерительного стенда; на фиг.3 - внешний вид модуля.

Комплект лабораторного оборудования по электронной технике содержит измерительный стенд 1, выполненный в виде настольного блока вертикального типа, обеспечивающего быструю и надежную установку его на рабочем столе и имеющего достаточную площадь рабочей панели 1 для установки на ней блок управления 2 и индикации 3. Блок управления 2 содержат набор измерительных приборов и устройств формирования сигналов. Комплект содержит два пульта 4, каждый из которых выполнен в виде горизонтального настольного блока. Лабораторный пульт №1 предназначен для исследования режимов работы и вольтамперных характеристик полупроводниковых приборов и содержит следующие модули 5 (модуль 1 - биполярный транзистор; модуль 2 - полевой транзистор; модуль

3 - тиристор; модуль 4 - оптопара; модуль 5 - полупроводниковый диод; модуль 6 - полупроводниковый стабилитрон; модуль 7 - цифровая интегральная схема; модуль 8 - буквенно-цифровой индикатор). Лабораторный пуль 4 предназначен для исследования технических параметров и характеристик функциональных узлов, для исследования влияния элементов НЧ и ВЧ - коррекции на форму АЧХ широкополосного усилителя, для исследования ОС обратной связи на параметры усилителя, для исследования параметров элементов принципиальной схемы на параметры и на форму АЧХ усилителя. Исследуемый функциональный узел размещается в отдельном модуле 5, который при помощи разъема подключается к пульту 4. Для удобства использования в учебном процессе и достижения наглядности при проведении исследования функционального узла на лицевой панели пульта 4 расположена мнемосхема 6 соответствующая определенной лабораторной работе, которая крепится на лицевой панели пульта 4 при помощи магнита. На лицевой панели пульта 4 также расположено монтажное поле 7 для модулей 5 и проводов 8. Блок управления 2 измерительного стенда содержит: два вольтамперметра 9 постоянного тока, выполненных цифровыми на микросхеме АЦП КР572ПВ2 в типовом включении, два вольтамперметра 10 постоянного и переменного тока, выполненных цифровыми на микросхеме АЦП КР572ПВ2 в типовом включении и содержащих преобразователь для измерения переменного напряжения, генератор низкой частоты 11, построенный по аналоговой схеме с использованием интеграторов на ОУ, генератор 12 высокой частоты, построенный на аналоговой схеме на транзисторах с LC - контуром и частотометр 13, выполненный с использованием микроконтроллера PIC. Разработка измерительных устройств, унифицировано подключаемых к различным частям комплекта, что позволяет уменьшить число необходимых электронных устройств и тем самым упростить работу с ними. Блок питания 14 построенный с использованием трансформатора и интегральных стабилизаторов напряжения также расположен на рабочей панели 1.

Количество модулей 5 составляет 22 и соответствует количеству лабораторных работ, при этом каждый модуль 5 выполнен в виде прозрачной коробки, внутри которой расположены необходимые для выполнения лабораторной работы радиоэлементы и штыри для подключения к пульту 4, а сверху - условное обозначение модуля 5. Питание пульта 4 осуществляется от блока питания 14 измерительного стенда.

Для расширения функциональных возможностей комплекта и улучшения его дидактических свойств на задней стенке измерительного стенда размещены коаксиальные разъемы для подключения осциллографа 15.

Работа комплекта лабораторного оборудования осуществляется следующим образом.

Комплект лабораторного оборудования выполнен в настольно-переносном варианте и предназначен для работы при температуре окружающей среды от +10 до +35°С, относительной влажности воздуха до 80% при 25°С. Комплект оборудования по электронной технике обеспечивает проведение следующих лабораторных работ:

1. Исследование дифференциального усилителя;

2. Исследование двухтактного усилителя;

3. Исследование операционного усилителя;

4. Исследование активных фильтров;

5. Исследование компараторов;

6. Исследование цифровых интегральных схем;

7. Исследование электронного ключа;

8. Исследование буквенно-цифровых индикаторов;

9. Исследование полупроводниковых диодов, стабилитронов;

10. Исследование схемы с ОЭ;

11. Изучение эмитерного повторителя;

12. Исследование ВАХ биполярного транзистора в схеме с ОЭ и ОБ;

13. Исследование рабочего режима транзистора;

14. Исследование полевого транзистора;

15. Исследование тиристора;

16. Исследование фоторезистора;

17. Изучение влияния элементов принципиальной схемы на форму АЧХ усилителя;

18. Изучение влияния элементов НЧ и ВЧ - коррекции на форму АЧХ широкополосного усилителя;

19. Изучение одно и двухконтурного резонансного усилителя;

20. Исследование предварительного усилителя;

21. Исследование влияния ОС на параметры усилителя;

22. Исследование LC-генератора.

Первоначально необходимо расставить всю необходимую аппаратуру для проведения лабораторной работы на рабочем столе измерительный стенд с рабочей панелью 1, пульт 4 с соответствующей мнемосхемой 6 и модулем 5 и осциллограф 15, располагая так, чтобы было удобно собирать схему, снимать показания приборов и пользоваться блоком управления 2. Сборка устройства осуществляется в соответствии с руководством по проведению лабораторных работ. Необходимо подключить провода 8, соединяющие блок питания 14 измерительного стенда с пультом 4, установить измерительные приборы блока управления 2 соответствующей мнемосхеме 6 лабораторной работы в положение, при котором на элементах мнемосхемы 6 выделялась бы минимальная мощность (напряжение или ток), установить пределы измерений используемых измерительных приборов блока 2 в максимальное положение. Далее включают переключатель «СЕТЬ» и проводят лабораторную работу в соответствии с руководством по проведению лабораторных работ. По окончании работы необходимо отключить переключатель «СЕТЬ» и разобрать схему.

Состав комплекта лабораторного оборудования по электронной технике унифицирован и может быть широко применен в учебных заведениях для изучения общепрофессиональной дисциплины «Электронная

техника» и включена в учебную программу ряда специальностей технического профиля.

В настоящий момент разработан и изготовлен экспериментальный образец комплекта учебного оборудования по электронной технике. Разработанный комплект оборудования обеспечивает практическую работу двух обучаемых, что соответствует одному рабочему месту студента. Для выполнения лабораторных работ фронтальным методом одной учебной группой, необходимо 7-8 рабочих мест.

1. Комплект лабораторного оборудования по электронной технике, содержащий измерительный стенд в виде набора измерительных приборов и устройств формирования сигналов, блок управления и индикации и блок питания, отличающийся тем, что он дополнительно содержит набор пультов, каждый из которых выполнен в виде горизонтального настольного блока, на лицевой панели которого расположена мнемосхема лабораторной работы и монтажное поле для модулей и проводов.

2. Комплект по п.1, отличающийся тем, что измерительный стенд выполнен в виде настольного блока вертикального типа.

3. Комплект по п.1, отличающийся тем, что в состав измерительного стенда входят два вольтамперметра постоянного тока, два вольтамперметра постоянного и переменного тока, генератор низкой частоты, генератор высокой частоты и частотометр.

4. Комплект по п.3, отличающийся тем, что вольтметр постоянного тока выполнен цифровым на микросхеме аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ2 в типовом включении.

5. Комплект по п.3, отличающийся тем, что вольтметр постоянного и переменного тока выполнен цифровым на микросхеме АЦП КР572ПВ2 в типовом включении и содержит преобразователь для измерения переменного напряжения.

6. Комплект по п.3, отличающийся тем, что генератор низкой частоты построен по аналоговой схеме с использованием интеграторов на ОУ.

7. Комплект по п.3, отличающийся тем, что генератор высокой частоты построен на аналоговой схеме на транзисторах с LC-контуром.

8. Комплект по п.3, отличающийся тем, что частотометр выполнен с использованием микроконтроллера PIC.

9. Комплект по п.1, отличающийся тем, что блок питания построен с использованием трансформатора и интегральных стабилизаторов напряжения.

10. Комплект по п.1, отличающийся тем, что набор пультов включает два сменных пульта и 22 модуля по числу лабораторных работ.

11. Комплект по п.1, отличающийся тем, что каждый модуль выполнен в виде прозрачной коробки, внутри которой расположены необходимые для выполнения лабораторной работы радиоэлементы и штыри для подключения к пульту, а сверху - условное обозначение модуля.

12. Комплект по п.1 отличающийся тем, что питание пульта осуществляется от блока питания измерительного стенда.

13. Комплект по п.1 отличающийся тем, что на задней стенке измерительного стенда размещены коаксиальные разъемы для подключения осциллографа.