Определение параметров импульса в цепи фоторезистора

Напряжение, снимаемое с резистора R _изм, имеет как постоянную U_{R =}, так и переменную U_{R ≈} составляющие (рис. 3.19, г). Значения этих составляющих может быть оценены с помощью осциллографа.

При отжатой клавише "»-" или режиме ″≈=″ на экране осциллографа можно видеть сигнал в целом; измеряется как постоянная U_{R =}, так и переменная U _R≈ составляющие напряжения. По мере увеличения постоянной составляющей сигнал смещается по вертикали, так, что переменная составляющая становится менее значимой.

При нажатой клавише "»-" или режиме ″≈″ - производится контроль только переменной составляющей (независимо от постоянной составляющей изображение переменного импульса остается неподвижным и не смещается по вертикали). В данном случае можно увеличивать чувствительность осциллографа (по вертикали и горизонтали) для определения параметров сигнала.

12. Установите частоту f ₁ на генераторе.

При нажатой клавише "»-" или режиме ″≈″ (постоянная составляющая не регистрируется) добейтесь появления устойчивого сигнала на экране осциллографа (1-2 периода). С помощью переключателей зафиксируйте оптимальные размеры изображения сигнала от резистора R _изм на осциллографе, определите амплитуду напряжения, длительность импульсного сигнала Т, частоту f, значения t _ф, t _и в данном режиме (на уровне 0,5 U _мах) (табл. 3.9).

Зарисуйте форму сигнала (с обозначением его параметров). Сравните данные с результатами, полученными в предыдущих исследованиях, обратив внимание на то, как изменяется форма сигнала, время периода, переднего фронта, среза и другие параметры по сравнению с электрическим импульсом, питающим светодиод.

13. Повторите испытания п. 12. для частоты f ₂ = 2 f ₁ (табл. 3.9).

14. Повторите испытания п. 12. для частоты f ₃ = 3 f ₁ (табл. 3.9).

15*. Силу постоянного тока через фоторезистор можно определить по следующей методике.

Кнопку "»-" отжата (режим ″≈″). Установите, например, усиление 20, делитель 100 (или 10). Установите частоту генератора f ₃. Переключатель П - в нейтральное положение. В этом случае на осциллограф сигнал от резистора R _изм не поступает. На осциллографе видна горизонтальная линия, например, в нижней части шкалы с делениями. Установите переключатель П в положение 2. На осциллограф подается напряжение с резистора R _изм, сигнал смещается на величину Y (дел), которая пропорциональна постоянному напряжению
U_{R =} = U _изм= на измерительном резисторе, согласно схеме изменения (рис. 3.18).

Оценивая экспериментальное значение U_{R =} = U _изм= с помощью осциллографа, можно рассчитать величину тока I _ф= в цепи фоторезистора:

I _ф= = U _изм=/ R _изм . (3.33)

При фиксированном ЭДС (Е _пит) источника питания в цепи фоторезистора часть напряжения U _ф падает на освещенном фоторезисторе, часть U _изм – на дополнительном резисторе(R _изм = 3 кОм). Сопротивление фоторезистора R _ф может быть определено по соотношениям

E _пит = U _ф + U _изм = I _ф(R _ф + R _изм), (3.34)

R _ф = E _пит/ I _ф= - R _изм, (3.35)

где I _ф - постоянный тока фоторезистора, зависящий от освещенности.

Рассчитайте параметры сигнала и фоторезистора (табл. 3.10).

Таблица 3.10

16*. Исследование величины светового потока от светодиода

В лабораторной работе для исследования освещенности света, создаваемой светодиода, имеющим малую площадь излучения, применяется специальная насадка с фотодиодом типа ФД-125, в которую при испытаниях устанавливается вилка разъема с исследуемым светодиодом.

Установите кабель II со светодиодом в насадку с фотодиодом люксметра.

По мере увеличения частоты от f ₁ = (10…150) Гц снимите зависимость освещенности Е света от светодиода от частоты световых импульсов (табл. 3.11). Обратите внимание на инерционные свойства люксметра, с помощью которого анализируется освещенность от импульсного источника.

Таблица 3.11

17. Выключите установку. Сдайте приборы и принадлежности преподавателю.

Отчетные материалы

В лабораторной тетради представляются:

– заполненные таблицы;

– расчетные значения t для фотодиода и фоторезистора;

– синхронизированные осциллограммы сигналов на фотодиоде и фоторезисторе при облучении, аналогичные представленным на рис. 3.19, с указанием рассчитанных параметров сигналов;

– * зависимость освещенности от частоты светодиода.

К защите представляется РГЗ с задачами по темам: ″Фотопроводимость″, ″Фотоприемники″, ″Фотодиоды″.