Практикум по электронике
Практикум по электронике имеет целью практическое знакомство с основными радиоэлектронными компонентами. В отличие от остальных инженерных практикумов в его состав входит минимум оборудования: генератор сигналов, осциллограф, тестер и паяльник в качестве основного инструмента. Студенты работают не со специально предназначенными элементами, а с реальными радиодеталями: резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами и т.д. Начинается практикум со знакомства с основными элементами — сопротивление/емкость/
Для успешного выполнения практикума студент должен знать основы:
- математического анализа, линейной алгебры и аналитической геометрии
- физики: приставки СИ, понятие об электричестве
- работы с компьютером: MS Windows, MS Office
Кроме того, студент должен иметь соответствующие очки/линзы в случае плохого зрения: в практикуме много работы с мелкими элементами.
Перед выполнением лабораторных работ студенты обязаны пройти курс по технике безопасности (работа с паяльником, с оголенными слаботочными токоведущими проводниками, с флюсами и припоем), а также по пожарной безопасности.
Список работ (Б — базовый курс, П — продвинутый):
|
1. (Б) Знакомство с оборудованием. Основы пайки Результат: навыки работы с мультиметром, осциллографом, генератором сигналов и паяльником. |
 |
|
2. (Б) Знакомство с линейными компонентами электрических цепей Результат: навыки расчета разветвленных электрических цепей из пассивных элементов (расчет токов и напряжений на различных участках; расчет рассеиваемой мощности и подбор элементов с ее учетом). |
 |
|
3. (Б) Расчет фильтров верхних и нижних частот Результат: умение рассчитать и изготовить частотный фильтр с требуемыми параметрами (частота среза, нагрузка, амплитуда). |
 |
|
4. (Б) Изучение свойств полупроводников Результат: практические навыки работы с диодами: понятие о p-n-переходе, проверка диода с помощью тестера, нахождение катода и анода, практическое применение диодов (ограничение амплитуды сигнала, ликвидация обратного тока, диодный мост и пр.) |
 |
|
5. (Б) Усилитель мощности на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ) Результат: понятие о биполярном транзисторе и режимах его работы. Электронное реле на базе биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ: опыт расчета, подбора элементной базы, сборки по схеме и тестирования. Переход от схемы электронного реле к схеме усилителя мощности: умение рассчитать и изготовить усилитель с требуемым коэффициентом усиления по напряжению. |
 |
|
6. (Б) Усилитель мощности на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором (ОК) Результат: опыт расчета, подбора элементной базы, сборки по схеме и тестирования усилителя мощности, включенного по схеме с общим коллектором с требуемыми параметрами (усиление по току, входному/выходному сопротивлению). Способность объединить несколько усилителей (с ОЭ и ОК) и оценить характеристики каждой из схем включения. |
 |
|
7. (Б) Усилитель мощности на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общей базой (ОБ). Изготовление предусилителя для детектора космических лучей Результат: опыт расчета, подбора элементной базы, сборки по схеме и тестирования стабилизатора напряжения под конкретную задачу и усилителя мощности на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общей базой (ОБ). Способность объединить схемы с ОБ и ОК в предусилитель для детектора космического излучения. Понимание распределения токов в цепи предусилителя. Навык работы с реальным оборудованием: отладка и тестирование схемы зарядочувствительного усилителя с реальным детектором космических лучей. |
 |
|
8. (П) Зарядочувствительный усилитель на биполярных транзисторах для детектора космических лучей Результат: умение рассчитать дифференциальный усилитель (ДУ), представление о режимных и сигнальных токах в ДУ. Умение рассчитать и изготовить зарядочувствительный усилитель, состоящий из каскадов с ДУ, ОЭ и ОК. Навык работы с реальным оборудованием: отладка и тестирование схемы зарядочувствительного усилителя с реальным детектором космических лучей. |
 |
|
9. (П) Операционные усилители и обратные связи: переход от дискретных элементов к интегральным схемам Результат: понятие об операционных усилителях (ОУ) и их характеристиках, понятие об обратных связях (ОС). Способность визуально определить тип ОС на схеме и подобрать требуемый для конкретной задачи тип ОС. Умение рассчитать и изготовить усилитель на основе ОУ (в работе используется прецизионный ОУ LM 358 P). |
 |
|
10. (П) Изучение зависимости времени задержки от длины кабеля с помощью преобразователя «время-время» Результат: понятие о токовом зеркале: режимные и динамические токи в нем, расчет и применение. Умение рассчитать и изготовить преобразователь «время-время» (ПВВ) на транзисторных ключах. Способность оценить коэффициент преобразования ПВВ. |
 |
|
11. (П) Переходные процессы и релаксационные устройства Результат: понятие о том, как протекают переходные процессы в различных RC-цепях. Умение рассчитать и изготовить мультивибратор с применением RC-цепей на необходимые частоты. Понятие о триггерах (RS-триггер, триггер Шмитта) и их применении. |
 |
Полный курс рассчитан на 3 недели. Однако продолжительность работ существенно зависит от уровня и базовых навыков студента. В зависмости от этого может варьирироваться количество лабораторных работ в курсе. Возможно также сократить курс, убрав часть работ.
