Elektronika 0900-FS1-2ELE
Laboratorium (LAB) Rok akademicki 2019/20

Literatura zalecana:

1. Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z elektroniki w czytelni Wydziału Fizyki UwB

2. Rusek M., Pasierbiński J., Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009;

3.Watson J., Elektronika, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności , Warszawa 1999;

Literatura dodatkowa:

4.Marciniak W. , Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1984;

5.Nadachowski M., Kulka Z., Analogowe układy scalone, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności , Warszawa 1983;

6.Pieńkos J., Turczyński J., Układy scalone TTL w systemach cyfrowych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności , Warszawa 1986;

7.Horowitz P., Hill W. – Sztuka elektroniki , tom 1 i 2., Wydawnictwo Komunikacji i Łączności , Warszawa 1997;

Student:

1. rozumie fundamentalne znaczenie fizyki dla rozwoju technologicznego, gospodarczego i cywilizacyjnego (K_W01; X1A_W01);

2. zna budowę i rozumie fizyczne podstawy działania wybranych podzespołów elektroniki analogowej i cyfrowej K_W27; X1A_W01; X1A_W05);

3. zna budowę wybranych elektronicznych przyrządów pomiarowych i rozumie zasady ich działania (K_W28; X1A_W01; X1A_W05);

4. zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratoriach fizycznych (K_W29; X1A_W06);

5. umie planować i wykonywać proste doświadczenia z zakresu elektroniki, krytycznie analizować ich wyniki oraz je prezentować (K_U26; X1A_U03);

6. umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z zasobów literatury oraz zasobów Internetu w odniesieniu do zagadnień elektroniki (K_U27; X1A_U07);

7. potrafi pracować w zespole przyjmując w nim różne role, w tym w szczególności rolę kierowniczą, potrafi przyjąć odpowiedzialność za realizowane zadanie zespołowe (K_K02; X1A_K02; X1A_K03);

8. potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach internetu, także w językach obcych (K_K05; X1A_K01)

Przeprowadzenie doświadczenia, wejściówka w formie pisemnej dot. wykonywanego ćwiczenia przed przystąpieniem do pracy, omawianie otrzymanych wyników.

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest wykonanie wszystkich ćwiczeń i ich zaliczenie. Student, legitymujący się usprawiedliwioną nieobecnością, ma prawo odrobić zaległe ćwiczenie w uzgodnionym z prowadzącym terminie. Nieobecność na 50% zajęć laboratoryjnych uniemożliwia otrzymanie zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych.

Formy pomiaru/oceny pracy studenta:

• zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych.

Aby zaliczyć ćwiczenie należy odpowiedzieć poprawnie na pytania tzw. wejściówki, przedstawić poprawnie sporządzone sprawozdanie z przeprowadzonego ćwiczenia oraz odpowiedzieć na 2 lub 3 pytania z listy (zależnie od ćwiczenia) wskazane przez prowadzącego.

Zaliczenie w formie pisemnej- mailowo.

Pytania na zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych z elektroniki:

Ćwiczenie 1

1. Co się zmieni po wysterowaniu filtru np. dolnoprzepustowego sygnałem sinusoidalnie zmiennym o zadanej amplitudzie i częstotliwości, dlaczego takie zmiany? Wyjaśnij.

2. Co się zmieni po wysterowaniu filtru np. dolnoprzepustowego sygnałem prostokątnym o zadanej amplitudzie i częstotliwości, dlaczego takie zmiany? Wyjaśnij.

3. Narysuj charakterystykę amplitudowa filtru dolnoprzepustowego i wyjaśnij, dlaczego tak się zmienia.

4. Narysuj charakterystykę fazową filtru dolnoprzepustowego i wyjaśnij, dlaczego tak się zmienia.

5. Jak wpływa wartość stałej czasowej na przebieg prostokątny filtru dolnoprzepustowego, górnoprzepustowego. Wyjaśnij.

Ćwiczenie 2

1. Porównaj wartość wzmocnienia napięciowego układu wzmacniacza OE i OC. Wyjaśnij przyczyny takich wartości.

2. Porównaj wartość wzmocnienia prądowego układu wzmacniacza OE i OC. Wyjaśnij przyczyny takich wartości.

3. Co to jest punk pracy tranzystora i jak go ustawiamy?

4. Wyjaśnij, dlaczego w zaproponowanym w ćwiczeniu układzie pomiarowym wartość rezystancji wejściowej tranzystora jest równa wartości opornika RB.

5. Który z mierzonych układów wzmacniaczy OE i OC jest lepszy w konwencjonalnych zastosowaniach i dlaczego?

Ćwiczenie 3-4

1. Omów otrzymane wartości wzmocnienia napięciowego dla WO w układzie wzmacniacza odwracającego. Wyjaśnij przyczyny rozbieżności w pomiarze wzmacniacza rzeczywistego i idealnego.

2. Omów otrzymane wartości wzmocnienia napięciowego dla WO w układzie wzmacniacza nieodwracającego. Wyjaśnij przyczyny rozbieżności w pomiarze wzmacniacza rzeczywistego i idealnego.

3. Omów otrzymane wartości wzmocnienia napięciowego dla WO w układzie wzmacniacza sumującego i różnicowego. Wyjaśnij przyczyny rozbieżności w pomiarze wzmacniacza rzeczywistego i idealnego.

4. Który z oporników w układzie do pomiaru napięcia niezrównoważenia i prądów polaryzujących „lepiej” kompensuje istnienie napięci niezrównoważenia? Wyjaśnij dlaczego.

5. Dlaczego wartości Uo min i Uomax komparatora bez histerezy użytego w ćwiczeniu mają wartości rzędu ±11V?

6. Udowodnij, że w komparatorze z histerezą wartość histerezy powinna wynosić ok 4V.

7. Jak wartość opornika w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego generatora astabilnego wpływa na wartość częstotliwości generowanego sygnału, dlaczego?

8. Omów charakterystykę amplitudowa aktywnego filtru pasmowo przepustowego; porównaj otrzymane wyniki doświadczalne z teoretycznymi.

Ćwiczenie 5

1. Jak zbudowany jest zasilacz stabilizowany o działaniu ciągłym? Jak zmienia się napięcie stałe i napięcie tętnień w charakterystycznych punktach pomiarowych?

2. Jak zmienia się wartość napięcia stałego i napięcia tętnień mierzona za filtrem o stałej wartości przy zmianie prostownika z jednopołówkowego na dwupołówkowy? Wyjaśnij (narysuj).

3. Jak zmienia się wartość napięcia stałego i napięcia tętnień mierzona za filtrami o różnych wartościach, ale z użyciem prostownika jednopołówkowego? Wyjaśnij (narysuj).

4. Objaśnij, jakie parametry możemy odczytać z charakterystyki obciążeniowej dwóch zmierzonych zasilaczy stabilizowanych o działaniu ciągłym. Który z nich jest „lepszy” i dlaczego?

5. Dlaczego zmiana rezystora z 2,5kΩ na 4,7kΩ w dzielniku napięcia wyjściowego stabilizatora kompensacyjnego zasilacza o działaniu ciągłym powoduje zmianę napięcia wyjściowego? Wyjaśnij (najlepiej rachunkowo).

6. Dlaczego, aby popłynął prąd I=8mA w diodzie LED należy przyłożyć napięcie ok 1,75V, a diodzie uniwersalnej ok 0,7V? Wyjaśnij zjawisko.

7. Dlaczego, aby popłynął prąd I=8mA w diodzie Schottky’ego należy przyłożyć napięcie ok 0,3V, a diodzie uniwersalnej ok 0,7V? Wyjaśnij zjawisko.

8. Wyjaśnij, dlaczego w diodzie Zenera obserwowany gwałtowny wzrost prądu rewersyjnego nie niszczy diody?

Ćwiczenie 6

1. Podaj parametry układów cyfrowych użytych w ćwiczeniu. Jakie inne techniki cyfrowe znasz, czym się charakteryzują?

2. Dlaczego używałaś w ćwiczeniu bramek NAND do realizowania zadanych funkcji logicznych?

3. Czym jest układ scalony 7490 użyty w ćwiczeniu?

4. Co to jest licznik i jak konstruowałeś licznik o zadanym modulo? Czy był to licznik asynchroniczny czy synchronicznego? Wyjaśnij.

5. Jak określamy pojemność licznika (liczbę potrzebnych przerzutników)?

6. Jaką inną rolę może pełnić licznik modulo „n”?

Ćwiczenie 7

1. Jak działa przetwornik c/a z siecią rezystorów o wartościach ważonych użyty w ćwiczeniu? Czemu jest równe napięcie wyjściowe?

2. Jak działa przetwornik a/c wykorzystujący metodę kompensacji wagowej użyty w ćwiczeniu?

3. Wyjaśnij otrzymane wyniki dla przetwornika c/a: wpływ znaku, wartości napięcia referencyjnego (przetwarzania) oraz wartości przetwarzanej liczby na wartość błędu bezwzględnego i względnego.

4. Wyjaśnij otrzymane wyniki dla przetwornika a/c: wpływ znaku, wartości napięcia referencyjnego (przetwarzania) oraz wartości przetwarzanej liczby na wartość błędu bezwzględnego i względnego.

Zaliczenie w formie pisemnej.

LABORATORIUM

1.Zapoznanie się z budową i używaniem oscyloskopu wielokanałowego.

2.Badanie filtrów biernych zbudowanych na elementach RC.

3.Wyznaczanie podstawowych parametrów wzmacniaczy tranzystorowych (OE, OC).

4.Badanie wzmacniacza operacyjnego w różnych układach pracy, wyznaczanie parametrów. Analiza

pracy komparatorów (z histerezą i bez) oraz generatora astabilnego.

5.Analiza pracy układów zasilających zbudowanych w oparciu o różne elementy (np. prostownik jednopołówkowy lub dwupołówkowy, itd). Pomiar charakterystyk obciążeniowych układów zasilających.

Charakterystyki prądowo-napięciowe 4 diod: zwykłej, Zenera, LED i Schottky.

6.Realizacja dowolnych funkcji logicznych w oparciu o bramki NAND i NOR. Zaprojektowanie dwóch liczników modulo n w oparciu o układ scalony licznika 7490, 7491. Analiza pracy licznika synchronicznego i asynchronicznego.

7.Zapoznanie się z pracą dwóch przetworników: a/c (metoda kompensacji wagowej) i c/a (z siecią rezystorów o wartościach ważonych) do przetwarzania sygnałów. Szacowanie i analiza błędów cyfrowych i analogowych.

Metoda: ćwiczeniowo - praktyczna (wykonanie doświadczeń ilustrujących treści teoretyczne przekazywane na wykładzie). Zapoznanie studentów z zasadą działania wybranych układów elektronicznych oraz sposobami prowadzenia pomiarów parametrów elektronicznych wraz z oceną niepewności pomiarowej.