Evaluările bazate pe performanță pentru competențele circuitului integrat analogic

Die 5 Biologischen Naturgesetze Die Dokumentation (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Evaluările bazate pe performanță pentru competențele circuitului integrat analogic

Circuite integrate analogice


Intrebarea 1

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Vă recomandăm să utilizați un op-amp "lent" pentru a face mai ușor de văzut. Dacă un student alege un op-amp zăvorât relativ rapid, cum ar fi TL082, frecvența semnalului poate să urce în gama megahertz înainte de a fi evidentă rotirea. La aceste viteze, inductanța parazitară și capacitatea în panourile lor de pâlnie și conductorii de testare vor provoca "sunetul" rău și alte artefacte care pot afecta interpretarea performanțelor circuitului.

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
V in = 4 V vârf-la-vârf, la 300 kHz
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

intrebarea 2

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Scopul acestui exercițiu este de a determina empiric produsul câștig de bandă-bandă (GBW) a unui circuit amplificator de buclă închisă prin setarea lui pentru trei câștiguri diferite de buclă închisă (A CL ), măsurând frecvența de cutoff (f -3dB ) la aceste câștiguri, și calcularea produsului celor două (A CL f -3dB ) la fiecare câștig. Deoarece acest amplificator este cuplat la DC, nu este nevoie să se măsoare o frecvență cutoff mai mică pentru a calcula lățimea benzii, doar frecvența de cutoff mare.

Ceea ce ne spune GBW este că orice opamp are tendința de a acționa ca un filtru trece-jos, frecvența lui de cutoff fiind dependentă de câți câștig am încercat să ieșim din opamp. Putem câștiga un câștig mare la frecvențe modeste sau la o lățime de bandă la un câștig modest, dar nu și pe amândouă! Acest exercițiu de laborator este conceput pentru a permite elevilor să vadă această limitare. Pe măsură ce își înființează circuitele de opamp cu câștiguri mai mari și mai mari ((( 2 ) / (R 1 )) + 1), ei vor observa opampul "tăiat" ca un filtru low-pass la frecvențele inferioare și inferioare.

Pentru valoarea "dată" a frecvenței câștigului de unitate, trebuie să consultați foaia de date pentru opampul pe care îl alegeți. Îmi place să folosesc popularul opamp TL082 BiFET pentru o mulțime de circuite AC, deoarece oferă performanțe bune la un preț modest și disponibilitate excelentă. Cu toate acestea, GBW pentru TL082 este atât de mare (3 MHz tipic), încât panoul și structura cablajului devin probleme când se testează la câștiguri mici, datorită frecvențelor ridicate rezultate necesare pentru a afișa cutoff. Venerabilul 741 este o opțiune mai bună, deoarece produsul său de bandă de câștig este semnificativ mai mic (de la 1 la 1, 5 MHz tipic).

Este foarte important în acest exercițiu să se mențină o ieșire de opamp nedistorsionată, chiar și atunci când câștigul în buclă închisă este foarte mare. Dacă nu veți face acest lucru, se vor face ca punctele f -3dB să fie înclinate prin limitarea ratei de zgomot. Ceea ce căutăm aici sunt frecvențele de cutoff care rezultă din pierderea amplificării semnalului mic de semnal (A OL ) în interiorul opului. Pentru a menține starea semnalului mic, trebuie să asigurăm că semnalul nu este distorsionat!

Unele valori tipice pe care le-am putut calcula pentru produsul GBW sunt 3, 8 × 10 6 pentru BiFET TL082, 1, 5 × 10 6 pentru LM1458 și aproximativ 800 × 10 3 pentru LM741C.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 3

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Vă recomand să setați ieșirea generatorului de funcții la 1 volt, pentru a ușura studenții să măsoare punctul de "cutoff". Puteți să o setați la o altă valoare, totuși, dacă alegeți acest lucru (sau permiteți elevilor să stabilească valoarea ei înșiși atunci când testează circuitul!).

Pentru condensatori, recomand să alegeți trei (3) condensatori de aceeași valoare dacă doresc să construiască circuitul Sallen-Key cu un răspuns Butterworth (unde C 2 = 2 C 1 ). Capacitorul C 1 va fi un singur condensator, în timp ce condensatorul C 2 va fi două condensatoare conectate în paralel. Acest lucru asigură în general un raport mai precis 1: 2 decât alegerea componentelor individuale.

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Valorile care s-au dovedit a funcționa bine pentru acest exercițiu sunt date aici, desigur că sunt posibile multe alte valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 10 kΩ
R comp = 20 kΩ (de fapt, două rezistoare de 10 kΩ în serie)
C 1 = 0, 001 μF
C 2 = 0, 002 μF (de fapt, doi condensatori 0, 001 μF în paralel)
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Această combinație de componente a dat o frecvență de cutoff estimată de 11.25 kHz, cu o frecvență de cutoff reală (nu factoring în toleranțele componentelor) de 11.36 kHz.

Întrebarea 4

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Vă recomand să setați ieșirea generatorului de funcții la 1 volt, pentru a ușura studenții să măsoare punctul de "cutoff". Puteți să o setați la o altă valoare, totuși, dacă alegeți acest lucru (sau permiteți elevilor să stabilească valoarea ei înșiși atunci când testează circuitul!).

Pentru rezistoare, recomand ca elevii să aleagă trei (3) rezistențe de aceeași valoare dacă doresc să construiască circuitul Sallen-Key cu un răspuns Butterworth (unde R 2 = 1/2 R 1 ). Rezistor R 1 va fi un singur rezistor, în timp ce rezistor R2 va fi două rezistențe conectate în paralel. Acest lucru asigură în general un raport mai precis 1: 2 decât alegerea componentelor individuale.

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Valorile care s-au dovedit a funcționa bine pentru acest exercițiu sunt date aici, desigur că sunt posibile multe alte valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 5 kΩ (de fapt, două rezistoare de 10 kΩ în paralel)
R comp = 10 kΩ
C 1 = 0, 002 μF (de fapt, doi condensatori 0, 001 μF în paralel)
C 2 = 0, 002 μF (de fapt, doi condensatori 0, 001 μF în paralel)
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Această combinație de componente a dat o frecvență de cutoff estimată de 11.25 kHz, cu o frecvență cutoff reală (nu factoring în toleranțe componente) de 11.11 kHz.

Întrebarea 5

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Valorile care s-au dovedit a funcționa bine pentru acest exercițiu sunt date aici, desigur că sunt posibile multe alte valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 10 kΩ
R 3 = 5 kΩ (de fapt, două rezistoare de 10 kΩ în paralel)
R 4 = 100 kΩ
C 1 = 0, 001 μF
C 2 = 0, 001 μF
C 3 = 0, 002 μF (de fapt, doi condensatori 0, 001 μF în paralel)
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Această combinație de componente a dat o frecvență centrală estimată de 15, 92 kHz, cu o frecvență reală de cutoff (nu factoring în toleranțe componente) de 15, 63 kHz.

Întrebarea 6

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 10 kΩ
R 3 = 10 kΩ
C 1 = 0, 1 μF
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 7

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 10 kΩ
R 3 = 10 kΩ
R 4 = 10 kΩ
R5 = 100 kΩ
C 1 = 0, 1 μF
C 2 = 0, 47 μF
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458
U 2 = altă jumătate a amplificatorului operațional dublu LM1458

Este o idee bună să alegeți condensatorul C 2 ca o valoare mai mare decât condensatorul C 1, astfel încât al doilea opamp să nu se satureze.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 8

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R2 = R3 = 1 kΩ
R pot = 10 kΩ multi-turn
C 1 = 0, 001 μF sau 0, 47 μF
L1 = 100 mH
D1 = D2 = 1N4148
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Cu prezența diodelor limitate amplitudine D 1 și D 2, reglajul potențiometrului nu este aproape la fel de sensibil ca și în absența acestuia. Încercați să eliminați ambele diode pentru a vedea ce se întâmplă atunci când nu există deloc limită de amplitudine! Elevii vor trebui să regleze fin potențiometrul multi-rotativ pentru a obține un val sinusoidal bun (îndeplinind criteriul Barkhausen). Cu diodele instalate, totuși, puteți regla potențiometrul pentru un câștig de bucla chiar deasupra unității, singura consecință fiind distorsiunea ușoară a formei de undă, mai degrabă decât distorsiunea severă.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 9

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 10

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați un generator de funcții sinusoidale pentru sursa de tensiune AC. Specificați o frecvență de cutoff în intervalul audio.

Vă recomand să setați ieșirea generatorului de funcții la 1 volt, pentru a ușura studenții să măsoare punctul de "cutoff". Puteți să o setați la o altă valoare, totuși, dacă alegeți acest lucru (sau permiteți elevilor să stabilească valoarea ei înșiși atunci când testează circuitul!).

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Întrebarea 11

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 12

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Poate doriți să utilizați fie un amplificator operațional, fie un adevărat comparator pentru acest exercițiu. Indiferent dacă dispozitivul specific are sau nu o capacitate de balansare a ieșirii de la șină la șină, alegerea dvs. este de asemenea potrivită.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 13

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Elevii sunt liberi să conecteze LED-ul la comparator în orice mod pe care îl aleg (curent-sursă sau scufundare curentă).

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 14

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Poate doriți să utilizați fie un amplificator operațional, fie un adevărat comparator pentru acest exercițiu. Indiferent dacă dispozitivul specific are sau nu o capacitate de balansare a ieșirii de la șină la șină, alegerea dvs. este de asemenea potrivită.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 15

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului.

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
V TP1 = Orice tensiune de tensiune între + V și -V
R pot = potențiometru liniar de 10 kΩ
U 1 = TL081 Amplificator operațional BiFET (sau o jumătate dintr-un TL082)

În scopul de a demonstra de blocare-up, trebuie să aveți un op-amper capabil de a latching sus. Astfel, ar trebui să evitați op-amperi, cum ar fi LM741 și LM1458. Vă recomandăm să utilizați un op-amp, cum ar fi TL082 pentru acest exercițiu deoarece nu numai că se blochează, dar nu și leagă tensiunea de ieșire de la șină la șină. Elevii trebuie să vadă aceste două limitări comune atunci când învață mai întâi cum să folosească op-amperi.

În cazul în care studenții dumneavoastră cer, punctul de testare TP1 este pentru măsurarea ieșirii potențiometrului, mai degrabă decât ca un loc pentru a injecta semnale externe. Tot ce trebuie să vă conectați la TP1 este un voltmetru!

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 16

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați un tranzistor de putere pentru acest circuit, deoarece tranzistoarele de semnal de uz general nu pot avea ratinguri de disipare suficientă pentru a supraviețui elevilor de încărcare care le pot trece! Recomand un mic motor DC ca sarcină. Un motor electric oferă o modalitate ușoară de a mări încărcarea electrică prin plasarea unei sarcini mecanice pe arbore. Făcând acest lucru, elevii pot vedea de la sine cât de bine circuitul menține tensiunea de sarcină (rezistență la tensiune "sag" sub cresterea curentului de sarcină).

Am constatat că acest circuit este excelent pentru a înțelege cum funcționează feedback-ul negativ. Aici, opamp reglează tensiunea de bază a tranzistorului de putere la ceea ce trebuie să fie pentru a menține tensiunea de sarcină la același nivel cu setul de referință al diodei zener. Orice fel de pierdere suportată de tranzistor (mai ales V BE ) este compensată automat de către opamp.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 17

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
V TP1 = Orice tensiune de tensiune între + V și -V nu are ca rezultat saturația ieșirii
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 27 kΩ
R pot = potențiometru liniar de 10 kΩ
U 1 = TL081 Amplificator operațional BiFET (sau o jumătate dintr-un TL082)

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 18

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
V TP1 = Orice tensiune de tensiune între + V și -V nu are ca rezultat saturația ieșirii
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 27 kΩ
R pot = potențiometru liniar de 10 kΩ
U 1 = TL081 Amplificator operațional BiFET (sau o jumătate dintr-un TL082)

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 19

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați toate cele patru rezistoare ca valoare egală, între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.). Aceasta va asigura un câștig diferențial de tensiune al unității. Dacă doriți să aveți un câștig de tensiune diferit, atunci prin toate mijloacele specificați aceste valori ale rezistenței, totuși, considerați potrivit!

Câștigul diferențial se calculează prin medierea coeficienților fiecărei valori V out măsurate cu tensiunea de intrare diferențială V (+) - V corespunzătoare. Câștigul în modul obișnuit se calculează prin împărțirea diferenței dintre tensiunile de ieșire (ΔV out ) și diferența în tensiunile de intrare în mod comun (ΔV in ).

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 20

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Alegeți atât valorile tensiunii de intrare pozitive, cât și valorile tensiunii de intrare negative, astfel încât studenții să prezică și să măsoare ieșirea acestui circuit în ambele tipuri de condiții. Alegerea diodelor nu este critică, deoarece toate diodele redresoare vor funcționa. Cele două valori ale rezistenței trebuie să fie egale și cel puțin la fel de mari ca și valoarea potențiometrului. Vă recomandăm un potențiometru de 10 kΩ și rezistențe de 15 kΩ.

O întrebare bună de urmat pentru a pune întrebarea este ceea ce ar fi necesar pentru a schimba polaritatea acestui circuit de semiconductori de precizie cu jumătate de undă.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 21

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Alegeți atât valorile tensiunii de intrare pozitive, cât și valorile tensiunii de intrare negative, astfel încât studenții să prezică și să măsoare ieșirea acestui circuit în ambele tipuri de condiții. Alegerea diodelor nu este critică, deoarece toate diodele redresoare vor funcționa. Toate valorile rezistorului trebuie să fie egale și cel puțin la fel de mari ca și valoarea potențiometrului. Vă recomandăm un potențiometru de 10 kΩ și rezistențe de 15 kΩ.

O întrebare bună de urmat pentru a întreba este ceea ce ar fi necesar pentru a schimba polaritatea acestui circuit de redresare cu precizie de undă.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 22

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Alegeți valori pentru V care arată capacitatea circuitului de a "ține" ultima tensiune de intrare cea mai mare (cea mai pozitivă).

Am aflat că aceste valori funcționează bine:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R1 = R2 = 10 kΩ
R 3 = 10 kΩ
R pot = 10 kΩ
C 1 = 1 μF (ne-electrolitic, poliester cu scurgeri scăzute sau ceramică)
D 1 = D 2 = dioda de comutare 1N4148
U 1 = U 2 = TL082 opamp dual BiFET

Opampul TL082 funcționează bine în acest circuit din trei motive: în primul rând, este un opamp dual, oferind ambele opamps necesare într-un singur pachet de 8 pini. În al doilea rând, stadiul de intrare JFET oferă curenții de polarizare redus de intrare necesari pentru a evita scurgerea prea rapidă a condensatorului. În al treilea rând, este lipsită de blocare, ceea ce face posibilă resetarea tensiunii condensatorului la tensiunea maximă (negativă) a șinei și are încă o ieșire valabilă.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 23

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
V in = 1 V vârf-vârf, la 10 kHz
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 100 kΩ
C 1 = 0, 001 μF
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

O bună activitate de urmărire pentru acest circuit este schimbarea frecvenței de intrare și prezicerea / măsurarea schimbării de fază (Θ) între intrare și ieșire pentru forme de undă sinusoidale. Rezultatele pot fi surprinzătoare, mai ales dacă sunteți obișnuiți cu comportamentul unui circuit integrat pasiv .

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 24

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
V in = 1 V vârf-vârf, la 1 kHz
R 1 = 1 kΩ
C 1 = 0, 1 μF
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

O bună activitate de urmărire pentru acest circuit este schimbarea frecvenței de intrare și prezicerea / măsurarea schimbării de fază (Θ) între intrare și ieșire pentru forme de undă sinusoidale. Rezultatele pot fi surprinzătoare, mai ales dacă sunteți obișnuiți cu comportamentul unui circuit diferențiator pasiv .

Elevii pot deveni dezamăgiți dacă văd o formă de undă de ieșire "zgomotoasă", mai ales dacă tocmai au terminat exercițiul de integrare activă. Explicați-le că zgomotul de pe ieșirea unui circuit diferențiator este destul de normal datorită funcției corespunzătoare a unui diferențiator: să asigure amplificarea de tensiune proporțională cu frecvența semnalului. Aceasta înseamnă că chiar și un mic zgomot de înaltă frecvență pe intrare va apărea pe ieșire în formă mărită. Amintiți-le că acesta este motivul pentru care diferențiatorii trebuie să facă, și nu este o anumită idiosincrazie a circuitului.

Circuitele diferențiatoare active sunt excelente pentru afișarea distorsiunilor în forma de undă de intrare. În timp ce undele pure sinusoidale ar trebui să producă valuri sinusoidale pure și undele triunghiulare pure ar trebui să producă unde pătrate pure, abaterile de la aceste tipuri de unde de "puritate" vor produce forme de undă de ieșire care se vor devira în mod evident de formele lor ideale. De obicei, o ieșire "distorsionată" nu indică o defecțiune a circuitului, ci mai degrabă o distorsiune subtilă a semnalului de intrare, care în caz contrar ar merge nevăzut din cauza magnitudinii sale minuscule.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 25

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Vă recomand să setați ieșirea generatorului de funcții la 1 volt, pentru a ușura studenții să măsoare punctul de "cutoff". Puteți să o setați la o altă valoare, totuși, dacă alegeți acest lucru (sau permiteți elevilor să stabilească valoarea ei înșiși atunci când testează circuitul!).

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Asigurați-vă că alegeți valorile componentelor care vor genera o frecvență foarte bună în intervalul în care poate fi folosit opampul specificat! Ar fi nechibzuit, de exemplu, să specificați o frecvență de cutoff în gama megahertz dacă opampul special folosit a fost un LM741.

Întrebarea 26

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Vă recomand să setați ieșirea generatorului de funcții la 1 volt, pentru a ușura studenții să măsoare punctul de "cutoff". Puteți să o setați la o altă valoare, totuși, dacă alegeți acest lucru (sau permiteți elevilor să stabilească valoarea ei înșiși atunci când testează circuitul!).

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Asigurați-vă că alegeți valorile componentelor care vor genera o frecvență foarte bună în intervalul în care poate fi folosit opampul specificat! Ar fi nechibzuit, de exemplu, să specificați o frecvență de cutoff în gama megahertz dacă opampul special folosit a fost un LM741.

Întrebarea 27

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

De asemenea, recomandăm studenților să utilizeze un osciloscop pentru măsurarea tensiunii AC într-un circuit cum ar fi acest lucru, deoarece unele multimetre digitale au dificultăți în măsurarea cu precizie a tensiunii AC mult peste limita de frecvență. Consider că este deosebit de util să setați osciloscopul în modul "XY" astfel încât să traseze o linie subțire pe ecran, mai degrabă decât să se deplaseze pe ecran pentru a arăta o formă de undă reală. Acest lucru facilitează măsurarea tensiunii dintre vârf și vârf.

Valorile care s-au dovedit a funcționa bine pentru acest exercițiu sunt date aici, desigur că sunt posibile multe alte valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R 2 = 10 kΩ
R 3 = 5 kΩ (de fapt, două rezistoare de 10 kΩ în paralel)
R 4 = 20 kΩ (de fapt, două rezistoare de 10 kΩ în serie)
C 1 = 0, 001 μF
C 2 = 0, 001 μF
C 3 = 0, 002 μF (de fapt, doi condensatori 0, 001 μF în paralel)
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Această combinație de componente a dat o frecvență de notch prognozată de 15, 92 kHz, cu o frecvență cutoff reală (nu factoring în toleranțe componente) de 15, 87 kHz.

Întrebarea 28

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R1 = R2 = 10 kΩ
R pot = 10 kΩ multi-turn
C 1 = C 2 = 0, 001 μF
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Rețineți că datorită lipsei controlului automat al câștigului în acest circuit, ajustarea potențiometrului este foarte sensibilă! Elevii vor trebui să regleze fin potențiometrul multi-rotativ pentru a obține un val sinusoidal bun (îndeplinind criteriul Barkhausen).

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 29

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R1 = R2 = 10 kΩ
R3 = R4 = 10 kΩ
R pot = 10 kΩ multi-turn
C 1 = C 2 = 0, 001 μF
D1 = 1N4148
D2 = 1N4148
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Cu prezența diodelor limitate amplitudine D 1 și D 2, reglajul potențiometrului nu este aproape la fel de sensibil ca și în absența acestuia. Încercați să eliminați ambele diode pentru a vedea ce se întâmplă atunci când nu există deloc limită de amplitudine! Elevii vor trebui să regleze fin potențiometrul multi-rotativ pentru a obține un val sinusoidal bun (îndeplinind criteriul Barkhausen). Cu diodele instalate, totuși, puteți regla potențiometrul pentru un câștig de bucla chiar deasupra unității, singura consecință fiind distorsiunea ușoară a formei de undă, mai degrabă decât distorsiunea severă.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 30

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R pot = 10 kΩ multi-turn
C 1 = 0, 001 μF sau 0, 47 μF
L1 = 100 mH
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Rețineți că datorită lipsei controlului automat al câștigului în acest circuit, ajustarea potențiometrului este foarte sensibilă! Elevii vor trebui să regleze fin potențiometrul multi-rotativ pentru a obține un val sinusoidal bun (îndeplinind criteriul Barkhausen).

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 31

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Utilizați o sursă de alimentare regulată cu dublă tensiune pentru a alimenta energia opului. Specificați valorile standard ale rezistenței, toate între 1 kΩ și 100 kΩ (1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k etc.).

Am avut un succes bun folosind următoarele valori:

+ V = +12 volți
-V = -12 volți
R 1 = 10 kΩ
R pot = 10 kΩ multi-turn
C 1 = 0, 001 μF sau 0, 47 μF
L1 = 100 mH
U 1 = jumătate din amplificatorul operațional dublu LM1458

Rețineți că datorită lipsei controlului automat al câștigului în acest circuit, ajustarea potențiometrului este foarte sensibilă! Elevii vor trebui să regleze fin potențiometrul multi-rotativ pentru a obține un val sinusoidal bun (îndeplinind criteriul Barkhausen).

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 32

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Elevii sunt liberi să aleagă orice proiectare oscilator care îndeplinește criteriile: ieșire sinusoidală la o anumită frecvență.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

Întrebarea 33

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Utilizați software-ul de simulare a circuitelor pentru a verifica valorile parametrilor prezenți și măsurați.

Note:

Elevii sunt liberi să aleagă orice ciclu de serviciu pe care doresc. Singurul criteriu de performanță este frecvența de ieșire.

O extensie a acestui exercițiu este de a încorpora întrebări de depanare. Indiferent dacă utilizați acest exercițiu ca o evaluare a performanței sau pur și simplu ca un laborator de construire a conceptelor, ați putea dori să urmăriți rezultatele studenților cerându-i să prezică consecințele unor defecțiuni de circuit.

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →