Лаборатория с удаленным доступом «Физические основы электроники»

Лаборатория с удаленным доступом
«Физические основы электроники»
Авторы: Борисов А.В., Попов Н.В., Шауэрман А.А.
Направление Радиотехника, Аудио визуальные средства, Радиосвязь,
подготовки: радиовещание Телевидение.
Дисциплина: Физические основы электроники
Адрес ресурса: http://www.leso.sibsutis.ru/index.php?act=labs&target=lab_el
Контактная г. Новосибирск, ул. Кирова 86, кабинет 207.
информация: [email protected]
Состав ресурса
Программно аппаратный комплекс для выполнения лабораторных работ
по дисциплине «Физические основы электроники». Методические указания к
лабораторным работам.
Виды занятий, поддерживаемые ресурсом
Ресурс предназначен для проведения лабораторных работ при изучении
дисциплины «Физические основы электроники». Комплекс включает три основные работы: «Экспериментальное исследование характеристик полупроводниковых диодов», «Экспериментальное исследование характеристик биполярного транзистора», «Экспериментальное исследование характеристик
полевого транзистора».
Формы обучения, поддерживаемые ресурсом
Для студентов дистанционной формы обучения.
Методические указания по применению ресурса
Доступ к методическим указаниям возможен через internet. Постоянный
адрес страницы:
http://www.leso.sibsutis.ru/index.php?act=metod&target=metod_el
В методических указаниях рассмотрены краткие правила выполнения
лабораторных работ, приведены описания трех работ, даны указания по выполнению этих работ с использованием дистанционной электронной лаборатории и по оформлению результатов исследований.
Требования к оборудованию для работы с ресурсом
На стороне пользователя: персональный компьютер с процессором с частотой не менее 300 МГц, объемом оперативной памяти не менее 128 Мб.
На стороне сервера: персональный компьютер с процессором с частотой
не менее 300 МГц, объемом оперативной памяти не менее 256 Мб, не менее
70 Мб свободного места на жестком диске.
Требования к программному обеспечению
На стороне студента и преподавателя: операционная система Windows
98/Me/2000/XP, браузер Internet Explorer, LabVIEW Runtime версии 7.1 (Бесплатно распространяется National Instuments), клиентская программа
El_client.exe, подключение к Интернет или корпоративной сети вуза.
На стороне сервера: операционная система Windows 2000/2003 Server,
.Net Framework 1.1, web-сервер IIS 5, 6, система управления базами данных
SQL Server или Microsoft Access, программа сервер eldo.exe
Краткое описание ресурса
Лаборатория с удаленным доступом предназначена для проведения лабораторного практикума по курсу «Электроника». В состав практикума входят три
работы:
1. Лабораторная работа №1 — исследование полупроводниковых диодов.
a) Прямое включение.
b) Обратное включение.
c) Стабилитрон.
d) Выпрямитель.
2. Лабораторная работа №2 — исследование биполярного транзистора.
a) Схема с общим эмиттером — входные характеристики.
b) Схема с общим эмиттером — выходные характеристики.
c) Схема с общим эмиттером — передаточные характеристики.
d) Схема с общей базой — входные характеристики.
e) Схема с общей базой — выходные характеристики.
f) Схема с общей базой — передаточные характеристики.
g) Исследование усилителя на биполярном транзисторе.
3. Лабораторная работа №3 — исследование полевого транзистора.
a) Выходные характеристики.
b) Передаточные характеристики.
c) Исследование усилителя на полевом транзисторе.
Установка состоит из сервера, подключенного к сети Internet. Сервер соединен с модулем сбора данных на базе микроконтроллера. В состав модуля
входит восьмиканальный двенадцатиразрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), двенадцать
линий цифрового ввода-вывода. Модуль подключается к серверу через интерфейс USB. Сборка электрической схемы исследования для каждой лабораторной работы осуществляется с помощью многоканального коммутатора
(аналогового мультиплексора), который управляется цифровыми линиями
ввода-вывода. При выборе студентом определенной работы, происходит коммутация соответствующих входов АЦП и ЦАП к элементам исследуемой
схемы. ЦАП используется в качестве программно регулируемых источников
питания. АЦП измеряет напряжения и токи в нужных узлах схемы.
Студент должен запустить на своем компьютере специальную клиентскую программу. В результате на экране появится меню, в котором студент
вводит имя сервера (www.leso.sibsutis.ru), к которому подключена удаленная
лаборатория, фамилию и имя, номер учебной группы. Далее выбирается,
например, лабораторная работа №1. В результате появится окно со схемой
исследования диода. С помощью тумблера к схеме измерения подключается
один из диодов (кремниевый или германиевый). В этом случае на удаленном
стенде произойдет подключение соответствующего реального диода. Далее с
помощью мыши поворачивая ручку регулятора напряжения, студент наблюдает за показаниями вольтметра и миллиамперметра. При этом в реальном
масштабе времени (в режиме online) строится график вольтамперной характеристики диода. Для сравнения характеристик различных диодов их графики можно построить на одном экране. Результаты эксперимента студент копирует в свой отчет о проделанной работе.
В данной лабораторной установке предусмотрена возможность исследования схем на переменном токе в реальном времени. Частота переменных
сигналов ограничивается в основном пропускной способностью компьютерной сети.
Традиционные лабораторные стенды представляют собой набор регулируемых источников напряжения, амперметров и вольтметров. Построение
графиков вольтамперных характеристик приборов производится студентами
вручную по измеренным значениям токов и напряжений. В описываемой удаленной лаборатории построение графиков характеристик происходит в автоматическом режиме на экране компьютера. Это позволяет производить тепловые исследования полупроводниковых приборов в реальном масштабе
времени. Для студентов дистанционной формы обучения эта технология является практически единственным способом выполнить лабораторные работ
на реальном оборудовании.
Условия применения ресурса
Учебно-лабораторный комплекс, в демонстрационном режиме свободно
доступен бесплатно всем желающим. В рабочем режиме все действия пользователя протоколируются системой, а преподаватель может получить статистику, как по отдельному пользователю, так и группе. Ограничение демонстрационного режима заключается в отсутствии статистики выполнения и
невозможности контроля выполнения работ.
Возможно обучение студентов других вузов при условии заключения договора между вузом и СибГУТИ.