Исследование схемы транзистора

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Исследование схемы транзистора

Содержание

транзистор схема устройство усилитель

Введение

1. История предприятия ЛИИ им. М.М. Громова

2. Структура НПО-6 ЛИИ им. М.М. Громова

3. Назначение Усилителя «З-1», его схема электрическая принципиальная, описание работы схемы

4. Описание рабочего места для проведения экспериментальных исследований Усилителя «З-1»

5. Экспериментальные исследования схемы Усилителя «З-1»

6. Техника безопасности при проведении экспериментальных исследований Усилителя «З-1»

Библиография

Введение

Электронные усилители низкой частоты (УНЧ) предназначены для усиления сигналов переменного тока, частоты которых лежат в интервале от низкой частоты fн до какой-то частоты fв. Они используются в разнообразнейших по назначению, технических устройствах, различающихся по полосе рабочих частот, по характеру нагрузки, по условиям применения.

Особенности УНЧ, требования к их показателям во многом определяются характером нагрузки и условиями их применения. Нагрузка в подавляющем большинстве случаев носит комплексный характер, являясь электромагнитным или электростатическим устройством. Условия применения УНЧ определяют диапазон изменений температур окружающей среды, в котором усилитель должен сохранять полную работоспособность, вид механических воздействий, требования к весовым и энергетическими показателями.

Транзисторные усилители имеют сравнительно небольшую верхнюю граничную частоту усиления, если в оконечном каскаде использован мощный транзистор. Вместе комплексными цепями связи это приводит к значительным частотным искажениям усиливаемого сигнала. Нелинейность вольтамперных характеристик транзистора является источником больших нелинейных искажений на выходе усилителя. Физические свойства транзистора как усилительного элемента определяют низкое входное и высокое (при работе транзистора в активной области) выходное сопротивление усилительного каскада.

1. История предприятия ЛИИ имени М.М. Громова

Летно-исследовательский институт был основан 8 марта 1941 года в соответствии с постановлением Совнаркома СССР и ЦК ВКП(б). Его возглавил легендарный летчик- испытатель, Герой Советского Союза Михаил Михайлович Громов. Перед институтом при его создании были поставлены задачи:

ѕ участвовать в разработках и испытаниях летательных аппаратов и их систем;

ѕ проводить летные исследования для создания научного задела.

В годы Великой Отечественной войны универсальность функций и возможностей ЛИИ, чье становление пришлось на это тяжелейшее для страны время, проявилась особенно ярко. В этот период специалисты ЛИИ вырабатывали рекомендации по поддержанию на высоком уровне боевых свойств самолетов, руководили летными испытаниями опытных образцов, оказывали помощь боевым частям, изучали закупленную зарубежную и трофейную авиатехнику.

После окончания войны вся авиационная промышленность ставила своей целью скорейшее создание реактивной авиации. Для этого требовалось решение задач по преодолению звукового барьера, проблем сверхзвуковой аэродинамики и динамики полета, прочности, жизнеобеспечения и многих других.

В связи с этим в ЛИИ был разработан и осуществлен метод аэродинамических исследований на крылатых моделях, сбрасываемых с самолета. На беспилотных моделях, запускаемых с помощью ракет, продолжались исследования на сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях. Ученые, инженеры и летчики-испытатели ЛИИ внесли неоценимый вклад в создание первых отечественных реактивных истребителей.

В начале 50-х годов на МиГ-15, МиГ-17 и МиГ-19 были изучены многие, ранее не известные, особенности динамики сверхзвуковых самолетов.

Высокие скорости потребовали создания новых силовых установок. Проводятся летные испытания самолетов Е-50 и СМ-50 с комбинированными силовыми установками, состоящими из турбореактивных и жидкостных ракетных двигателей.

На летающих лабораториях прошли испытания и доводку более 60 типов опытных и модифицированных турбореактивных двигателей. С участием специалистов ЛИИ были проведены летные испытания силовых установок всех боевых, военно-транспортных и гражданских самолетов. ЛИИ принимает комплексное участие в создании первого отечественного пассажирского сверхзвукового самолета Ту-144. В обеспечение первого вылета Ту-144 было выполнено более 150 полетов на его аналоге-самолете МиГ21И.

Уникальный опыт научной и практической деятельности, накопленный ЛИИ, послужил основанием для привлечения института к подготовке и освоению полетов в космос. Институтом были разработаны принципы спасения объектов, возвращаемых из космоса, созданы системы спасения и приборные контейнеры с амортизационной системой, обеспечивающей их мягкое приземление. При пуске в зенит ракет Р-1 и Р-2 и на головной части ракеты устанавливались аэродинамические модели ЛИИ, аппаратура институтов академии наук, помещались подопытные животные.

На созданной в ЛИИ совместно с ОКБ им. А.Н. Туполева летающей лаборатории на базе самолета Ту-104 отрабатывались режимы невесомости проводилась оценка переносимости невесомости людьми, опыты с животными, испытания различного оборудования, тренировка космонавтов, отработка на макете шлюзовой камеры операций по выходу человека в открытый космос.

ЛИИ изначально создавался как комплексный институт ,способный решать задачи по всем направлениям, связанным с созданием авиационной техники. Наиболее ярко эти свойства института проявились при отработке пилотажно-навигационных комплексов, комплексов перехвата, радиосвязи, различного рода радиоэлекстронных систем. Экспериментальные работы проводяться как на опытных ЛА, так и на специально создаваемых ЛЛ. Например, в обеспечение создания пилотажно-навигационных комплексов работа проводилась на 14 типах ЛА. ЛИИ была решена задача комплексирования отдельных разрозненных приборов навигационного и пилотажного оборудования в единую систему для решения задач самолетовождения:

ѕ проведена унификация пилотажно-навигационного оборудования;

ѕ созданы унифицированные базовые комплексы;

ѕ разработана идеология базовых пилотажно-навигационных ко плексов для различных классов ЛА.

Аэродром ЛИИ является одним их крупнейших в мире. Площадь его бетонных покрытий составляет 2,5 млн. квадратных метров. Аэродром располагает двумя взлетными полосами ВПП-1 и ВПП-4 (длина последней составляет 5 403 метра), взлетно-посадочными полосами для летательных аппаратов вертикального и короткого взлета с подъемными двигателями, стоянкой для самолетов и вертолетов, рулежными полосами.

Управление полетами осуществляется с трех командно-диспетчерских пунктов, создававшихся по мере увеличения размеров полосы и совершенствования аэродромного оборудования. Аэродром оснащен комплексом радио- и светотехнических средств, обеспечивающим функционирование полосы в любое время суток в простых и сложных метеоусловиях, посадку по минимуму, соответствующему 1 -и категории ИКАО 60 м х 800 м, и проведение испытаний бортовых систем захода на посадку 2-й и 3-й категорий ИКАО.

На протяжении всей истории существования летно-исследовательского института, его успехи в исследованиях, испытаниях и доводке авиационной техники неразрывно связаны с наличием мощной производственной базы, обеспечивающей проектирование и изготовление летающих лабораторий, стендов и установок, уникальных летающих моделей.

Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова (ЛИИ)- (аэродром “Жуковский”) и научный центр, расположенный в г. Жуковском Московской области.

С 1993 года ежегодно принимает авиавыставки, раз в два года (по нечетным) проводится Международный авиационно-космический салон “МАКС”.

Используется так же как и грузовой аэродром. На аэродроме, помимо испытательной авиации, базируется авиация МЧС.

В 1930-е годы происходил бурный рост советской авиационной промышленности и опытного самолетостроения. Вблизи платформы Отдых Московско-Казанской железной дороге было начато строительство большого ЦАГИ, испытательного аэродрома Раменское и поселка, получившего в 1938 имя Стаханово, позже - город Жуковский. 8 марта 1941 года создан летно-исследовательский институт (ЛИИ), в соответствии с постановлением Совнаркома СССР и ЦК ВПК, на базе ряда подразделений ЦАГИ. Первым начальником ЛИИ был назначен шеф-пилот ЦАГИ Герой Советского Союза Михаил Михайлович Громов.

В годы Великой Отечественной войны на аэродроме базировалась 45-я Гомельская дивизия авиации дальнего действия. Самолеты АДД выполняли регулярные боевые вылеты в глубокий вражеский тыл. Сам ЛИИ был эвакуирован в Казань и Новосибирск.

По инициативе М.М. Громова приказом министра авиационной промышленности от 20 октября 1947 в ЛИИ была создана школа летчиков-испытателей. Выпускники ШЛИ стали ведущими лётчиками. За 40 лет школа подготовила более 400 лётчиков. За успешное выполнение заданий и проявленное мужество 48-и выпускникам присвоено звание героев Советского Союза, 4-м присвоено звание лауреата Государственной премии. В конце 1940 годов происходит освоение российской авиации и фронт лётных исследований расширяется. Авиация дальнего действия нуждается в средствах заправки самолётов в воздухе. Наибольшее распространение получает система «шланг-конус». В ЛИИ осуществлялся поиск оптимальных режимов полёта при заправке различных самолётов, для чего были созданы летающие лаборатории на базе самолётов: Су-7Б, Су-15, Ан-12, Ту-22, МиГ-22, Ил-76.

В 1979 г. для работы с «Бураном» была создана группа лётчиков-испытателей ЛИИ, которые успешно справились с поставленной перед ними задачей.

В 1992 году в ЛИИ было проведено Мосавиашоу, в котором принимали участие многие авиационные фирмы страны и зарубежья. С 1993 года ЛИИ стал местом проведения Международного авиакосмического салона.

Сегодня Государственный научный Центр РФ, Государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова - является головным предприятием авиационной промышленности по научно-методическому и технологическому обеспечению и проведению комплексных исследований и испытаний авиационной техники. В институте успешно продолжаются опережающие научно-исследовательские и экспериментальные работы, определяющие перспективу и облик авиации на ближайшие десятилетия.

2 Структура НПО-6 ЛИИ им. М.М. Громова

Структура НПО-6 ЛИИ им. М.М. Громова представлена на рис. 2.1.

Во главе НПО-6 ЛИИ им. М.М. Громова стоит начальник отделения ему подчиняются, заместитель начальника отделения по науке которому в свою очередь подчиняются:

ѕ лаборатория №61 (разработка БСИ параметров газовых потоков);

ѕ лаборатория №62 (разработка БСИ и обработка информации):

ѕ сектор №1 (системное проектирование и разработка бортовых систем сбора и регистрации информации);

ѕ сектор №2 (разработка аппаратуры);

ѕ лаборатория №63 (разработка БСИ параметров движения):

ѕ сектор №1 (разработка измерительных преобразователей параметров вибраций и давлений);

ѕ сектор №2 (разработка устройств сбора высокочастотных сигналов);

ѕ лаборатория №64 (разработка БСИ механических параметров, автоматизированное проектирование БСИ):

ѕ сектор№1 (разработка БСИ механических параметров);

ѕ отдел №2 (автоматизация проектирования БСИ),

заместитель начальника отделения, помощник начальника отделения, отдел технического контроля, производство которому в свою очередь подчиняются:

ѕ конструкторская технологическая бригада;

ѕ экспериментальный приборостроительный цех;

ѕ электромонтажный участок;

ѕ хозяйственное бюро.



Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рисунок 2.1

3. Назначение Усилителя «З-1», его схема электрическая принципиальная, описание работы схемы

Усилители низкой частоты, предназначенные для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный диапазон которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Характерной особенностью УНЧ является то, что отношение верхней усиливаемой частоты к нижней велико и обычно составляет не менее нескольких десятков.

Электрическая схема Усилителя « З-1» (далее - усилителя) изображена на рисунке 3.1



Рисунок 3.1

С1 разделительный конденсатор который не пропускает на вход транзистора постоянного напряжения, R1 и R2 сопротивления для формирования смещения рабочей точки (делители цепи питания), R3 VT1 и R4 электронный ФИС предназначенный для получения двух противофазных сигналов для управления плечами выходного каскада, R6 и C2 обратная связь предназначенная для улучшения качественных показателей всего усилителя, T2 и VT3 выходной каскад усилителя мощности, R5 сопротивление нагрузки, где выделяется усиленный выходной сигнал.

Итак сигнал поступивший с задающего генератора в точки «1» и «2» проходит через электролитический конденсатор C1 который сглаживает постоянное напряжение, далее резисторы R1 и R2 пускают напряжение в транзистор Этот усилитель предназначен для усиления тока проходящего через транзистор и тем самым усиливается звучание той же музыки в наушниках.

4. Описание рабочего места для проведения экспериментальных исследований Усилителя «З-1»

Рабочее место представляет собой стол радиомонтажника, для монтажа, наладки и ремонта оборудования, который включает в себя:

ѕ лабораторный регулируемый блок питания Gwinstek GPR-6030D;

ѕ генератор сигналов низкочастотный Г3-106 (задающий генератор);

ѕ тестер (мультиметр) Sinometer 4000ZA;

ѕ осциллограф Tektronix TDS 2022.

Схема рабочего места для проведения экспериментальных исследований Усилителя «З-1» представлена на рисунке 4.1

Рисунок 4.1

Блок питания выдает напряжение ±3В предназначенное для питания Усилителя «З-1». Осциллограф предназначен для исследования (наблюдения и измерения) амплитудных и временных параметров электрического сигнала, подаваемого на вход и для напряжения с амплитудами выходных сигналов исследуемой схемы. Вольтметр предназначен для контроля напряжения. Сопротивление Rн - эквивалент нагрузки.

5. Экспериментальные исследования схемы Усилителя «З-1»

После завершения разработки схемы Усилителя « З-1» (далее в тексте усилителя) производится его монтаж на макетной плате и исследуются его основные характеристики.

Проверяем монтажную схему усилителя на предмет выявления ошибок монтажа и короткого замыкания элементов на общий провод. Для этого тестером, включённым в режим прозвонки электрических цепей, контролируем сопротивление между следующими точками схемы: точкой «2» и точками «1» … «5». Электрическое сопротивление между этими точками не должно быть больше 0,2 … 0,6 Ом.

Подключаем усилитель к лабораторному блоку питания. Включаем лабораторный блок питания.

Вращая движок подстроечного резистора лабораторного блока питания устанавливаем на вход схемы напряжение 3 В. Напряжение контролируем вольтметром, контролируя амперметром потребляемый схемой усилителя ток (не должен превышать 50 мА).

Включаем генератор сигналов и подаем на вход усилителя синусоидальный сигнал с амплитудой 156 мВ и частотой изменяемой от 10 Гц до 10 кГц.

Включаем осциллограф в режим измерения по постоянному току, контролируем одним каналом подаваемый на вход усилителя синусоидальный сигнал, а другой канал подключаем к нагрузке Rн (по схеме R5). Проверяем форму напряжения на нагрузке Rн.

Изменяя частоту сигнала на выходе генератора, смотрим что получается на выходе усилителя, и записываем в таблицу амплитуды сигнала.

Изменяем параметры элементов схемы С1 и С2 повторяем снятие АЧХ в соответствии пунктов 5.5-5.7 и заносим результаты в таблицы 5.1-5.3.

Полученный результаты записываются в таблицы 5.1, 5.2 и 5.3 для разных величин схемных емкостей С1 и С2.

Таблица 5.1 - Частотные характеристики с параметрами схемы С1=220 мкФ, С2=220 мкФ

F,Гц-кГц	20	50	100	200	300	400	4	5	6	7	8	9	10
Uвых,мВ	62	103	121	124	130	130	137	137	137	137	139	139	139

Таблица 5.2 - Частотные характеристики с параметрами схемы С1=690 мкФ, С2=10 мкФ

F,Гц-кГц	20	50	100	200	300	400	4	5	6	7	8	9	10
Uвых,мВ	66	78	80	80	80	80	80	82	84	84	84	86	82

Таблица 5.3 - Частотные характеристики с параметрами схемы С1=690 мкФ, С2=220 мкФ

F,Гц-кГц	20	50	100	200	300	400	4	5	6	7	8	9	10
Uвых,мВ	64	76	80	80	80	80	80	80	80	80	82	82	84

По результатам таблиц строим графики ЧХ (частотных характеристик) для всех исследуемых параметров емкостей С1 и С2. График приведен на рисунке 5.1.

Рисунок 5.4

6. Техника безопасности при проведении экспериментальных исследований Усилителя «З-1»

Требования безопасности перед началом работы

Внимательно ознакомиться с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации приборов, обратив особое внимание на меры предосторожности по технике безопасности.

Провести осмотр электрорадиоаппаратуры, с которой предстоит работать.

Проверить исправность заземления соединительных проводов, штепсельных электророзеток, вилок и инструментов.

Требования безопасности во время работы

Выполнять только порученную работу.

Перед подключением электро и радиоизмерительной аппаратуры на рабочем месте к источникам питания, необходимо сначала подключить корпус электро- и радиоизмерительной аппаратуры к клеммам «земля». На источниках питания, а затем подключить к соответствующим клеммам провода питающих напряжений и включить питание, т.е. поставить все выключатели (тумблеры) на пульте питания или источниках питания в положение «Включено».

Во время настройки регулировки, электро и радиоизмерительной аппаратуры не производить ее включение путем подключения и отключения проводов питания напряжения от клемм пульта питания или источников питания.

Подключение электро и радиоизмерительных приборов производится при обесточенной аппаратуре.

Перемонтаж и смену электрорадиоэлементов, присоединение концов проводов в электро- и радиоизмерительной аппаратуре необходимо проводить после полного их отключения, т.е. после установки всех выключателей (тумблеров) на пульте питания или источниках питания в положение «Выключено».

Запрещается оставлять без надзора электро и радио измерительные приборы, находящиеся под напряжением, даже при кратковременной отлучке лиц производящих работу.

При обнаружении неисправности в измерительных приборах, необходимо их отключить, т.е поставить все выключатели (тумблеры) на пульте или источнике питания в положение «Выключено» ,после чего приступить к устранению неисправности..

Регулировку электро и радиоизмерительной аппаратуры производить инструментами с изолированными ручками, работая одной рукой

При работе с паяльником:

-флюс наносить тонким слоем;

-лишний припой с жала паяльника удалить специально предназначенными для этого салфетками;

-придерживать припаиваемый провод или деталь пинцетом.

Пользуясь боковыми кусачками, провод откусывать от себя, применять экраны для защиты от отлетающих частиц.

Уходя с рабочего места, даже на непродолжительное время, отключить приборы и паяльник от сети.

Обо всех замеченных неисправностях и возникших во время работы опасностях для окружающих (отсутствие ограждений, нарушение изоляции токоведущих частей электрооборудования и др.) сообщить руководителю работ.

Требования безопасности после окончания работ

Выключить электро и радиоизмерительную аппаратуру, а также полностью отключить все оборудование на рабочем месте, для чего поставить все выключатели (тумблеры) на источниках питания , а также выключатели (рубильники) на распределительных щитках в положение «Выключено».

Собрать и уложить рабочий инструмент, электрозащитные средства и вспомогательные провода, кабели в установленное место.

Привести в порядок рабочее место.

Библиография

1. Алексеев А.Г.: Операционные усилители - Москва, Радио и связь, 1989

2. Букреев С.С.: Источники вторичного питания - Москва, Радио и связь, 1983

3. Хоровиц П., Хилл У.: Искусство схемотехники - Москва, Мир,1998

4. Дубровский В.В., Иванов Д.М и др.: Справочник Резисторы - Москва, Радио и связь, 1991

5. Дьяков М.Н., Карабанов В.И и др.: Справочник по электрическим конденсаторам - Москва, Радио и связь, 1983

6. Хоровиц П.А.: Справочник 2 тома - Москва, Мир, 1986

7. ГОСТ 2.728-68 Обозначения условно-графические в схемах

8. ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам

9. ГОСТ 2.710-81 Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах

10. ГОСТ 2.775-74 Обозначения условные в графических схемах

11. ГОСТ 3.044-84 Государственный комитет, Москва, 1984

Размещено на Allbest.ru