آزمایشگاه مدارهای الکتریکی و الکترونیکی

Electrical and Electronic Circuits Lab

مقطع: کارشناسی گرایش: –
نوع درس: عملی تعداد واحد: ۳
پیش‌نیاز: – هم‌نیاز: –

هدف کلی

هدف این درس آشنایی دانشجویان با نمونه‌های پرکاربرد دستگاه‌های اندازه‌گیری الکتریکی، نحوه تنظیم و کالیبره کردن آن‌ها، و شناخت خطاها و محدودیت‌های هر کدام از آن‌ها است. علاوه بر این، درک عمیق مفاهیم مطرح شده در درس مدارهای الکتریکی و الکترونیکی با انجام آزمایش‌های گام به گام مطابق سرفصل‌های درس مربوطه و شناخت تفاوت‌های دنیای تئوری و دنیای واقعی و نیز آشنایی و کار با یک نرم‌افزار شماتیک شبیه‌سازی مدارهای الکتریکی از دیگر اهداف مهم این درس است.

سرفصل‌ها

برای این درس، ۱۲ جلسه عملی (۱۲ هفته) در نظر گرفته شده است که محتوای هر جلسه به شرح زیر است:

  1. آشنایی مقدماتی با نرم‌افزار Multisim (و یا نرم‌افزار Labview) به همراه ذکر قوانین آزمایشگاه و وظایف و حقوق دانشجویان
  2. آشنایی مقدماتی با اسیلوسکوپ: انجام کار عملی با آن، تنظیم و کالیبره کردن اسیلوسکوپ، آشنایی با مدار داخلی پروب و تنظیم خازن داخلی آن، بررسی وضعیت DC و AC کانال‌ها و اثرات مخرب آن، آشنایی مختصر با فانکشن ژنراتورها
  3. آشنایی با اصول عملکرد اسیلوسکوپ، شناخت کاربردها و استفاده از آن به صورت حرفه‌ای‌تر: بررسی بلوک تریگر و مشاهده سطح تریگر، بررسی مد تریگر Auto و Norm، تریگر خارجی، بررسی اثر بارگذاری اسیلوسکوپ و پروب‌ها، آشنایی مختصر با منابع تغذیه dc
  4. آشنایی با مولتیمترهای دیجیتال: بررسی چگونگی عملکرد، پاسخ فرکانسی و مقاومت درونی آن‌ها در عملکردهای مختلف و رنج‌های متفاوت، یادگیری موارد پرخطر در استفاده از مولتیمترها و منابع تغذیه و بررسی عملکرد اهم‌متری و تست دیودی آن‌ها
  5. مدارهای مقاومتی: بررسی قوانین جریان ولتاژ کیرشهف، مدار معادل تونن-نورتن، جمع آثار، پل وتسون
  6. مدارهای غیرخطی با دیودها: بررسی مشخصات دیودها در حالت بایاس معکوس و مستقیم، مشاهده مشخصه غیرخطی شبکه دیودی به کمک اسیلوسکوپ، اندازه‌گیری نقطه کار شبکه غیرخطی در مدار
  7. تقویت‌کننده‌های عملیاتی: بررسی آپ‌امپ در مدار وارونگر و ناوارونگر، اشباع آپ‌امپ، مدار جمع‌کننده و منبع جریان به کمک آپ‌امپ
  8. پاسخ زمانی مدارهای مرتبه اوّل: بررسی پاسخ گذرا و اندازه‌گیری ثابت زمانی مدار، مشاهده تأثیرات نامطلوب مقاومت درونی فانکشن ژنراتور و مقاومت اهمی سلف بر روی سیگنال ورودی و ثابت زمانی مدار، استفاده از امکانات اسیلوسکوپ برای اندازه‌گیری دقیق‌تر ثابت زمانی مدار
  9. پاسخ زمانی مدارهای مرتبه دوم: بررسی انواع پاسخ‌های گذرای مدارهای مرتبه دوم، اندازه‌گیری مقاومت بحرانی، ثابت زمانی، فرکانس نوسانات و فراجهش در این مدارها
  10. آشنایی با ترانزیستورهای BJT، یافتن مشخصه جریان-ولتاژ و نواحی کاری آن، ساختن توابع منطقی پایه با استفاده از دیود، مقاومت و BJT و درستی سنجی عملکرد آن
  11. آشنایی با ترانزیستورهای ماسفت، یافتن مشخصه جریان-ولتاژ و نواحی کاری آن، ساختن توابع منطقی پایه بر اساس ساختار Static CMOS و درستی‌سنجی عملکرد آن
  12. ساختن یک مدار پیچیده‌تر (مثلا نیم‌جمع‌کننده یا تمام جمع‌کننده) با استفاده از ساختارهای دیگر مانند pass transistor یا Dynamic CMOS، استفاده از ICهای منطقی موجود در بازار (متشکل از چندین گیت پایه) برای ساختن Latchها و رجیسترها

ارزیابی پیشنهادی

  • پیش‌گزارش: ۲۵٪
  • گزارش‌ کار: ۵۵٪
  • پایان‌ترم: ۲۰٪