1. Въведение. Миналото лабораторно упражнение беше посветено на пасивните схеми (резистивни, реактивни, нелинейни). Сега ще продължим напред като построяваме и изследваме по-сложните и интересни активни транзисторни схеми. Понеже в курса по цифрова схемотехника сте се занимавали вече с транзисторните схеми без отрицателна обратна връзка (спомнете си например транзисторния ключ, изграден с биполярен и MOS транзистор) сега ще наблегнем на "по-сложните" схеми с отрицателна обратна връзка (основен феномен на аналоговата схемотехника). Като за начало погледнете упражнение 6, в което с колегите ви от миналата година сме "бистрили" транзисторните схеми без обратна връзка, а след това и следващото упражнение 7, посветено на схемите с отрицателна обратна връзка (ООВ). Припомнете си и основните елементи в електрониката; ако не знаете какво представляват някои от тях, не се безпокойте, ще ги изследваме. За тази цел в сряда с 60б група вече "счупихме" няколко елемента за да видим какво има вътре (особено се прояви една колежка, на снимката виждате резултатите от нейния труд).
2. Емитерен повторител. Започваме с построяване (върху бялата дъска) на възможно най-елементарната схема с отрицателна обратна връзка. Първо извличаме принципа на отрицателната обратна връзка от множество житейски ситуации (както ще го направим и на лекция 5) и след това го обобщаваме в блокова схема със съставни елементи: енергиен източник, сравняващо устройство и регулиращ елемент. Поведението (алгоритъма на действие) на системата представяме чрез операциите сравнение и регулиране (за повече информация надникнете в сп. Инженеринг ревю, март 1998 г.).
Сега трябва да построим наистина, с реални елементи, тази схема. Първо ни трябва захранващ източник на напрежение - вземаме го от компютъра (+12V). И тъй като там има и отрицателно захранване (-12V), нека да захраним схемата двуполярно като свържем последователно и еднопосочно двата източника (+ ... - ... + ... -), а средната им точка да играе ролята на "маса". Запомнете това свързване, от следващото упражнение нататък, ще го използваме почти винаги за да захранваме схемите с операционни усилватели.
Продължаваме с построяването на схемата, следвайки блоковата схема. Вземаме един транзистор (нека първо да бъде n-p-n), входната част (прехода база-емитер) на който ще изпълнява ролята на сравняващо устройство, а изходната (колектор-емитер) - ще бъде регулиращия елемент. Транзисторът ще сравнява изходното си емитерно напрежение с входното и ще го мени така, че то да бъде равно на него.
Добре, сега запойте транзистора върху универсалната печатна платка. Дали е достатъчно това? Да, ако входното напрежение беше само положително транзисторът ще си изпълнява коректно задълженията и ще копира входното напрежение върху товара. Но понеже нашето входно напрежение е двуполярно, какво ще стане с транзистора при отрицателно входно напрежение? Той ще се запуши, защото товарът е свързан към средната точка на захранващия източник, а не към "минуса". Решението - свързваме един "pull down" резистор към "минуса", който ще "дърпа" постоянно потенциала на емитера надолу (спомнете си, че в един транзисторен ключ с n-p-n или NMOS транзистор пък слагахме "pull up" резистор за да "дърпа" потенциала на колектора нагоре към "плюса" :).
Схемата можем да изследваме по различни начини: с помощта на система МИКРОЛАБ; с функционален генератор и осцилоскоп; или просто с регулируем източник на напрежение и волтметър (припомнете си лабораторно упражнение 1). Изберете си средство и започвайте. Ето някои идеи: използвайте командата CTRL X (предавателна характеристика) за генериране на линейно изменящо се напрежение в целия обхват; или пък CTRL S само за регистриране върху екрана (тогава трябва да подавате променящ се входен сигнал с нещо като потенциометър). Един по-естравагантен начин за генериране на входен сигнал е като изградите с помощта на фоторезистор и ......? преобразувател светлина-напрежение и с него да управлявате схемата. Още по-естравагантен начин е да управлявате схемата с ... допир?!?!?
Когато започнете да анализирате получените резултати, обърнете внимание на връзката между входното и изходното напрежение. Най-простия начин да сравните двете напрежения, е като ги наложите едно върху друго върху екрана на монитора или осцилоскопа. Въпрос: Различават ли се сигналите и защо? Сега започнете да "смущавате" действието на схемата чрез промяна на товара, захранващото напрежение, като включвате "смущаващи" резистори и други елементи в изходната верига и наблюдавайте поведението й.
Накрая превърнете схемата от преобразувател в стабилизатор (т.е. система с отрицателна обратна връзка с постоянно задание на входа). За целта свържете източник на постоянно входно напрежение (например, задавате постоянна стойност на AO1, свързвате делител на напрежение, пасивен стабилизатор с ценеров диод и т.н.). "Смущавайте" отново схемата откъм изхода и наблюдавайте нейните реакции.
2. Транзисторен източник на ток с ООВ. Продължаваме да усложняваме схемата като търсим нови приложения. Започваме с въпроса: Каква функция изпълнява емитерният резистор? Търсим отговора като можем да разсъждаваме в следния дух.
Задачата на транзистора в схемата на емитерния повторител е първо да създаде напрежение... Стоп! Как се създава напрежение? Транзисторът представлява един регулиращ елемент (нещо като променлив резистор), който мени, регулира тока в изходната верига, протичащ през емитерния резистор и така регулира напрежението върху него. Значи този резистор изпълнява добре познатата ни роля на един преобразувател ток-напрежение (вижте лекция 1, лабораторно 1 и упражнение 1). Дотук всичко е ясно, но какво ще стане, ако накараме, принудим транзистора да поддържа постоянно напрежение върху този постоянен по стойност резистор? Той ще започне да поддържа постоянен тока във веригата! Ето едно уникално свойство на системите с отрицателна обратна връзка - да обръщат посоката на причинно-следствените връзки (май звучи доста философски и неясно). В случая това означава следното: като меним тока така, че напрежението върху резистора да е равно на входното напрежение, ние превръщаме напрежението във входна, а токът - в изходна величина (нормално, в един преобразувател ток-напрежение, токът е входна, а напрежението - изходна величина). Поразсъждавайте върху този феномен и ако искате, ще го обсъдим допълнително. Тогава мога да ви разкажа как пък можем по този начин да обърнем един делител на напрежение така, така че входът му да стане изход, а изходът - вход.
Както и да е, сега трябва да изследвате схемата. Свържете някакъв амперметър в изходната (колекторната) верига и смущавайте действието на този източник на неизменен ток като включвате всевъзможни елементи във веригата: резистори, диоди, светодиоди, ценерови диоди, кондензатори (май се получава идеален интегратор?), акумулаторни и обикновени батерии (в едната или другата посока).... Пробвайте и с комбинация от елементи (например последователно свързани). Резултатът би трябвало да е неизменно един и същ - токът ................., а напреженеито .................. Обаче, ако прекалим се случва ................................ Как ще го обясним? А как да го предотвратим?
3. Транзисторен усилвател с ООВ. На практика ние построихме с помощта на повторител на напрежение и преобразувател ток-напрежение един активен преобразувател напрежение-ток. Интересно, какво е предимството му спрямо обикновения пасивен преобразувател напрежение-ток? Сега остава само да добавим още един преобразувател ток-напрежение и получаваме така ценния активен преобразувател напрежение-напрежение. На практика това означава просто да включим един резистор някъде в колекторната верига, където тече изходния ток и върху него ще възникне изходното напрежение. То обаче е "закачено" към "плюса", а не към "масата" (както казват техниците). Какво да направим тогава? Е добре, сещаме се да използваме не самото изходно напрежение, а... неговото допълнение до захранващото (т.е. напрежението върху транзистора), което вече е спрямо маса.
С тази схема можем да направим доста интересни експерименти. Ако например я изследваме при различни съотношения между двата резистора, ще получим различни устройства - RC > RE (усилвател), RC = RE (повторител, инвертор или както още го наричат - фазоинвертор), RC < RE (затихвател). Май последната схема е най-странна и едва ли има смисъл да я използваме за нещо, след като вече си измислихме делителя на напрежение за тази цел. Как мислите?
Нека сега да изследваме схемата при различни смущения и да видим дали тя пак е толкова добър източник на напрежение колкото и първоначалната схема на емитерния повторител. "Смущавате" действието на схемата чрез промяна на товара, захранващото напрежение и с каквото друго се сетите...
Ако в някоя от групите остане време, ще превърнем този усилвател в променливотоков. За тази цел първо ще си изясним идеята на преднапрежението така, както го направихме миналата година на упражнение 6 с вашите колеги. След това ще "повдигнем" потенциала на базата с помощта на познатия ни делител на напрежение и ще включим по един "як електролит" (съгласно терминологията на техниците) на входа и изхода на схемата. Резултатът?
Как протекоха вторите лабораторни упражнения...
Вторият цикъл от лабораторни упражнения мина под знака на "първа пролет" и затова имаше много настроение в лаб. 1315:). Лично аз бях много приятно изненадан от атмосферата на тези занятия. Не съм предполагал, че може да бъде толкова удачно провеждането на такива "реални" лабораторни експерименти с "истински" електронни елементи, поялник и макетна печатна платка! Никакви макети, кутии, наборни полета, зад които да стоят скрити устройствата! Вместо това, всичко може да се разгледа, пипне и усети!
Какви ли експерименти не правихме с "горките" транзистори - подлагахме ги на жестоки изпитания само и само да разберем какво е тяхното поведение в условията на смущения. Както и на първото упражнение, с "хардуерната" група 56б решихме да направим едно електронно устройство и да го изследваме.
Това беше един възможно най-прост нулев (прагов) индикатор на напрежение с три светодиода - зелен (свети при нулево входно напрежение), червен (свети при положително напрежение) и още един червен (свети при отрицателно напрежение). Захранващото напрежение на схемата беше +12V и -12V (двуполярно), входното напрежение - също +12V и -12V (двуполярно). Първо го "изобретихме" върху бялата дъска, а след това го и изследвахме на работното място. Станаха интересни дискусии (например Здравко успя да ме убеди, че тече малък ток от масата към средната точка на двата светодиода). Сега се надявам Петър да документира този интересен експеримент под формата на протокол и да го поместя на това място. Между другото, заснехме едно кратко филмче на работещото устройство, можете да си го изтеглите и да му хвърлите едно око.
06.04.2005. Днес колегата Петър Иванов ни изпрати чудесно направен протокол, в който ни разказва как протече занятието с 56б група, разгледайте го.
Петър е използвал специализиран схемен редактор и схемите му изглеждат чудесно. Можете да изкажите мнението си по повод на съдържанието на протокола. На следващото упражнение ще добавим усилвател, рализиран с операционен усилвател на входа на индикатора за да повишим чувствителността му.
1. Въведение. Миналото лабораторно упражнение беше посветено на пасивните схеми (резистивни, реактивни, нелинейни). Сега ще продължим напред като построяваме и изследваме по-сложните и интересни активни транзисторни схеми. Понеже в курса по цифрова схемотехника сте се занимавали вече с транзисторните схеми без отрицателна обратна връзка (спомнете си например транзисторния ключ, изграден с биполярен и MOS транзистор) сега ще наблегнем на "по-сложните" схеми с отрицателна обратна връзка (основен феномен на аналоговата схемотехника). Като за начало погледнете упражнение 6, в което с колегите ви от миналата година сме "бистрили" транзисторните схеми без обратна връзка, а след това и следващото упражнение 7, посветено на схемите с отрицателна обратна връзка (ООВ). Припомнете си и основните елементи в електрониката; ако не знаете какво представляват някои от тях, не се безпокойте, ще ги изследваме. За тази цел в сряда с 60б група вече "счупихме" няколко елемента за да видим какво има вътре (особено се прояви една колежка, на снимката виждате резултатите от нейния труд).
Продължаваме с построяването на схемата, следвайки блоковата схема. Вземаме един транзистор (нека първо да бъде n-p-n), входната част (прехода база-емитер) на който ще изпълнява ролята на сравняващо устройство, а изходната (колектор-емитер) - ще бъде регулиращия елемент. Транзисторът ще сравнява изходното си емитерно напрежение с входното и ще го мени така, че то да бъде равно на него.
Схемата можем да изследваме по различни начини: с помощта на система МИКРОЛАБ; с функционален генератор и осцилоскоп; или просто с регулируем източник на напрежение и волтметър (припомнете си 
причинно-следствените връзки (май звучи доста философски и неясно). В случая това означава следното: като меним тока така, че напрежението върху резистора да е равно на входното напрежение, ние превръщаме напрежението във входна, а токът - в изходна величина (нормално, в един преобразувател ток-напрежение, токът е входна, а напрежението - изходна величина). Поразсъждавайте върху този феномен и ако искате, ще го обсъдим допълнително. Тогава мога да ви разкажа как пък можем по този начин да обърнем един делител на напрежение така, така че входът му да стане изход, а изходът - вход.
3. Транзисторен усилвател с ООВ. На практика ние построихме с помощта на повторител на напрежение и преобразувател ток-напрежение един активен преобразувател напрежение-ток. Интересно, какво е предимството му спрямо обикновения пасивен преобразувател напрежение-ток? Сега остава само да добавим още един преобразувател ток-напрежение и получаваме така ценния активен преобразувател напрежение-напрежение. На практика това означава просто да включим един резистор някъде в колекторната верига, където тече изходния ток и върху него ще възникне изходното напрежение. То обаче е "закачено" към "плюса", а не към "масата" (както казват техниците). Какво да направим тогава? Е добре, сещаме се да използваме не самото изходно напрежение, а... неговото допълнение до захранващото (т.е. напрежението върху транзистора), което вече е спрямо маса. 
Нека сега да изследваме схемата при различни смущения и да видим дали тя пак е толкова добър източник на напрежение колкото и първоначалната схема на емитерния повторител. "Смущавате" действието на схемата чрез промяна на товара, захранващото напрежение и с каквото друго се сетите...
Вторият цикъл от лабораторни упражнения мина под знака на "първа пролет" и затова имаше много настроение в лаб. 1315
Какви ли експерименти не правихме с "горките" транзистори - подлагахме ги на жестоки изпитания само и само да разберем какво е тяхното поведение в условията на смущения. Както и на първото упражнение, с "хардуерната" група 
входно напрежение), червен (свети при положително напрежение) и още един червен (свети при отрицателно напрежение). Захранващото напрежение на схемата беше +12V и -12V (двуполярно), входното напрежение - също +12V и -12V (двуполярно). Първо го "изобретихме" върху бялата дъска, а след това го и изследвахме на работното място. Станаха интересни дискусии (например Здравко успя да ме убеди, че тече малък ток от масата към средната точка на двата светодиода). Сега се надявам Петър да документира този интересен експеримент под формата на протокол и да го поместя на това място. Между другото, заснехме едно кратко 
