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: leso@leso.sibsutis.ru 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.