Ammattiosaamisen näyttö Omnia /sähköosastopyntsi.mbnet.fi/pyntsi/OPINNOT/ELEKTRONIIKKA/ELEKTRONIIKAN P… · asennus- ja materiaalitekniikka sekä mittaustekniikka. Opiskelija

Ammattiosaamisen näyttö Omnia /sähköosasto

Vahvistin(pru)9.doc 1/7 9.1.2007 / pfr /pru

Opiskelijan nimi: ______________________________ Ryhmätunnus: ____________ Kokeen suorituspvm: ______________________________ Valvoja: __________________ Opiskeltava tutkinto: __________________________________________________________ Koulutusohjelma: __________________________________________________________ Opintokokonaisuus: __________________________________________________________ Keskeiset sisällöt / opintojaksot: _______________________________________________ ________________________________________________________________________________ NÄYTÖN KUVAUS Tässä ammattiosaamisen näytössä opiskelija osoittaa tietojaan ja taitojaan sähköalan perusosaamisen opintokokonaisuuden osalta. Keskeisiä sisältökohtia ovat mm. Elektroniikka, asennus- ja materiaalitekniikka sekä mittaustekniikka. Opiskelija käyttää alan keskeisiä työmenetelmiä, -välineitä, koneita, laitteita, työotteita ja materiaaleja tarkoituksenmukaisesti ja turvallisesti. Hän työskentelee suunnitelmallisesti ja tekee laadukasta työtä. NÄYTTÖTEHTÄVÄT Näytössä opiskelija tekee mittojen mukaisen piirilevyn ja rakentaa sille annetun kytkentäkaavion mukaisen kytkennän. Opiskelija testaa kytkennän toimivuuden mm. yleismittari- ja oskilloskooppimittauksilla. Näytössä opiskelija osoittaa tietopuolista asian hallintaa myös piirrosten, laskujen avulla ja päätelmien avulla NÄYTTÖYMPÄRISTÖN KUVAUS Näyttö annetaan oppilaitoksessa, jossa opiskelijan käytössä on materiaalien käsittelyyn tarvittavat perustyövälineet, koneet ja laitteet, jotka täyttävät turvallisuusmääräykset. Opiskelija toimii yksin. NÄYTÖN ARVIOINTI



Yleistä Tehtävänä on rakentaa mittojen mukaiselle piirilevylle sähkölähde ja yksiasteinen vahvistin. Sähkölähteen toimivuus todetaan yleismittarilla ja vahvistimen toiminta mittaamalla sen tasajännitteet yleismittarilla ja oskilloskoopilla tulo- ja lähtöjännitteet sekä laskemalla niiden avulla vahvistimen vahvistus. Tehtäviin kuuluu myös vastata tehtäväpaperin kysymyksiin. Hyväksytty suoritus edellyttää vähintään piirilevyn tekemisen ja toimivan sähkölähteen rakentamisen autettuna. Opiskelija saa pyytää apua valvovilta henkilöiltä, mutta muiden opiskelijoiden kanssa ei saa keskustella eikä muutenkaan asioida. Aloitus Tarkista aluksi, että kaikki listassa mainitut asiat ovat käytössäsi. Tässä vaiheessa komponenttien osalta todetaan, että valikoima on tarjolla. Myöhemmin ilmenevät puutteet on kerrottava valvojalle, joka korjaa tilanteen. Omien työkalujen mukana on oltava ainakin puukko, ruuvimeisseli, kärkipihdit ja sivuleikkurit. Oma yleismittari pitää olla tarkistettu ja toimintakuntoinen Välineistö Kpl Työkalut ja mittarit Kpl Tarvikkeet Kpl Komponentit 1 Viila 1 Kytkentälevy 4 diodi 1N4007 1 Työntömitta 1 Ruuvipenkki 1 kondensaattori >200µF 1 Oskilloskooppi 1 Juotin 1 12V regulaattori 7812 1 Funktiogeneraattori 1 Tinaa, imusukkaa 1 vastus 33k (tai 39k) 1 Työskentelyalusta 1 vastus 6k8 Omat työkalut 2 Datalehti 1 vastus 2k2 Oma yleismittari ja laskin 1 vastus 470 ohm 2 kondensaattori 10µF Lisäksi yhteisesti Lisäksi yhteisesti 1 kondensaattori 100µF Viilaharja 1 Johtoa 1,5mm2 1 transistori BC547 Pora + terät 1 Kytkentälankaa Mittajohdot 1 Siivousvälineet

Kuva 1. Esimerkki valmiista piirilevystä



Tehtävät 1. Tee oheisten mittojen mukainen kytkentälevy (Huom! kuva2:n piirros on vain suuntaa-

antava ). Levy voidaan katkaista isommasta levystä esim. terävää pöydänkulmaa vasten reikien kohdalta. Pienemmillä levyillä katkaisu onnistuu myös asianmukaisilla pihdeillä. Viimeistele katkaisujälki niin, että lopputulos on suora ja sileä. Huomaa kuparifolion katkaisukohdat. Ne voidaan tehdä esim. puukon kärjellä. Ruuvinreikien etäisyys käytössä oleviin folioliuskoihin on oltava vähintään kolme millimetriä. Keskikohdan folioiden katkaisulla levy jaetaan sähköisesti kahteen osaan.

a = 74 ± 1 mm b = 49 ± 0,5 mm c = 4 ± 0,5 mm d = 4 ± 0,5 mm Kuva 2. Kytkentälevy 2. Kytkentälevylle on tarkoitus rakentaa sähkölähde, joka koostuu Essi-muuntajasta, josta

saadaan mm. 14V:n vaihtojännite, neljästä diodista (tyyppi: 1N4007), suodatuskondensaattorista (yli 200 µF) ja +12V:n regulaattorista (tyyppi: 7812 ). Täydennä oheinen kuva huolellisesti niin, että kytkentä toimii 12V:n tasasähkölähteenä.

Kuva 3. Sähkölähde

...... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... ....... ...... . . . . . .. . . . . . . . ....... .

a

b

c

dΦ 3mm Folion katkaisu

GND

230V ac 14V ac



3. Rakenna kytkentälevylle edellinen kytkentä, jonka tarkoitus on olla sähkölähteenä

kohdan 5 vahvistimelle. Valitse oikeat komponentit annetusta valikoimasta. Sijoittele komponentit kuvan mukaisesti. Kytkentälevyn rakenteesta johtuen lopputuloksessa hyväksytään pieniä poikkeamia (vrt. kuva 1). Arvioinnissa kiinnitetään huomiota kytkentäjohtojen siisteyteen ja komponenttien keskinäiseen sijoitteluun sekä juotoksiin.

Kuva 4. Piirilevy päältä Kuva 5. Piirilevy sivulta (esimerkkinä kaksi komponenttia)

4. Tarkista tasasuuntauspiirin toiminta ennen vahvistimen rakentamista mittaamalla sen lähtöjännite hyppylangoista yleismittarilla.

Mittaustulos: Uout = _____________

Hyppylanka (eristämätön)

+



5. Rakenna kuvan 6 mukainen vahvistinpiiri ja mittaa transistorin tasajännitteet ilman

tulosignaalia (ns.”tyhjäkäynnillä”). Sijoita ruuviliittimet ja niihin 1.5 mm2 :n kuparilangasta navat kuvan 7 mukaisesti mittapäiden ja hauenleukojen kiinnittämistä varten. Hyppylankoja saa käyttää piirilevyllä.

Kuva 6. Yhteisemitterikytketty vahvistin

Mittaustulokset:

UC = ______________ (kollektorilta maata vasten)

UCB = ___________

UCE = ___________

UBE = ___________

Kuva7. Osien sijoittelu piirilevylle

R1 = 39k R2 = 6k8 R3 = 2k2 R4 = 470 C1 = 10µF C2 = 220µF C3 = 10µF Q1 = BC547B

+

+

+

+

-

out

in

_ +

+ _

~ ~

Mittapäitä varten tehdyt väliaikaiset johdinlenkit



6. a) Kytke vahvistimen tuloon (in) funktiogeneraattorista n.1 kHz:n signaali, jonka

huippuarvoksi säädetään n. 10mV. Mittaa signaali oskilloskoopilla käyttäen oskilloskoopin mittapäätä.. Viereinen kuva esittää oskilloskoopin näyttöä. Piirrä siihen syötetyn signaalin muoto (mitattu). Oskilloskooppiasetukset mittauksessa olivat: Time/div = ______ ja Volts/div = ______ Kuvasta voidaan lukea seuraavat mittaustulokset: uinh = ___________ ; T = ____________ b) Piirrä samoin lähtösignaalin (out) muoto ja selvitä siitä huippuarvo ja jaksonaika. Oskilloskooppiasetukset mittauksessa olivat: Time/div = ______ ja Volts/div = ______ Kuvasta voidaan lukea seuraavat mittaustulokset: uouth = ___________ ; T = ____________

7. Määritä kytkennän jännitevahvistus mitattujen lähtö- ja tulojännitteiden avulla. (Muista: vahvistus kertoo, kuinka moninkertainen lähtöjännite on verrattuna tulojännitteeseen.)

Vastaus: Jännitevahvistus Au = ________________

Laskusuoritus:

Signaalin Uin kuvaaja

Signaalin Uout kuvaaja



8. a) Kuinka paljon on vaihe-ero vahvistettavan ja vahvistetun signaalin välillä? Vaihe-ero on __________________________ Millä tavalla voit oskilloskoopilla mittaamalla todeta vaihe-eron olemassaolon? Piirrä havaintokuva oskilloskoopin näytöstä mittaustilanteesta, jossa vaihe-ero voidaan todeta.

_____________________________________

_____________________________________ _____________________________________

_____________________________________

_____________________________________ _____________________________________

_____________________________________ b) Millainen on lähtösignaalin muoto, jos vahvistimeen tuotu tulosignaali onkin 30 mV? Mitä vahvistimessa tapahtuu? _____________________________________ _____________________________________

_____________________________________

_____________________________________ _____________________________________

_____________________________________

9. Miten arvioisit tätä näyttökoetta ja omaa panostasi sen tekemiseen? Kirjoita tarvittaessa

paperin taakse)

Documents

Ammattiosaamisen näyttö Omnia /sähköosastopyntsi.mbnet.fi/pyntsi/OPINNOT/ELEKTRONIIKKA/ELEKTRONIIKAN P… · asennus- ja materiaalitekniikka sekä mittaustekniikka. Opiskelija