Мукан Ж.Б. Лабораторные работы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств - файл n5.doc

Мукан Ж.Б. Лабораторные работы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
скачать (3218.9 kb.)
Доступные файлы (10):
n1.doc2775kb.14.10.2011 19:24скачать
n2.doc23kb.19.06.2007 03:30скачать
n3.doc286kb.16.06.2009 17:00скачать
n4.doc2364kb.27.10.2010 14:56скачать
n5.doc4155kb.30.12.2009 14:31скачать
n6.doc273kb.20.02.2010 11:51скачать
n7.doc90kb.08.04.2010 18:20скачать
n8.doc151kb.20.02.2010 11:44скачать
n9.doc1623kb.12.03.2010 13:07скачать
n10.doc2779kb.20.02.2010 11:46скачать

n5.doc

Лабораторная работа №4
ИССЛЕДОВАНИЕ стабилизированного выпрямителя


    1. Цель работы

      1. Изучение основных параметров и характеристик выпрямителя с фильтром и стабилизатора напряжения.




    1. Теоретические сведения

      1. Источники питания радиоэлектронной аппаратуры.

Питание радиоэлектронной аппаратуры осуществляется в основном от источников постоянного тока, которые подключены к электрическим сетям переменного тока. Источником питания называется устройство, обеспечивающее необходимое напряжение и ток при заданной нагрузке.

И
сточники питания (ИП) делятся на два класса: первичные и вторичные. Первичным считается ИП, в котором электрическая энергия получается в результате химической реакции (например, гальванические батареи), поглощения световой (солнечные батареи) или тепловой (термоэлементы) энергии и т.д. если же в источнике электрический ток одного рода преобразуется в электрический ток другого рода, то такой ИП называется вторичным. Чаще всего во вторичных ИП (ВИП) происходит преобразование переменного тока в постоянный, а точнее в пульсирующий. В подавляющем большинстве случаев для ВИП источником энергии служит сеть переменного тока с частотой 50 Гц.

а) б) в)

Рис. 4.1. а) – изменение тока по гармоническому закону,

б) – постоянный ток, в) – пульсирующий ток.
По определению переменным называется ток, изменяющийся во времени, по величине и знаку. Ток, изменяющийся по чисто гармоническому закону (рис. 4.1а) характеризуется амплитудой Im, частотой , средним Iср и действующим I значениями тока.

Средним значением силы переменного тока называется среднее значение из всех мгновенных значений тока за положительный полупериод (поскольку среднее значение за период равно нулю).



Действующим значением силы переменного тока называется такое значение силы постоянного тока, который за время одного периода выделяет на данном резисторе то же количество теплоты, что и переменный ток: ; ;

приравняв эти значения для постоянного и переменного тока получим:

,

т.е. действующее значение переменного тока является средним квадратичным значением переменного тока за период Т.

Постоянный ток – это ток, не изменяющийся во времени (рис.4.1,б).

Пульсирующий ток изменяет свою величину (рис.4.1,в), но не меняет направления. Он оценивается средним значением, которое называется постоянной составляющей выпрямленного тока I0, коэффициентом пульсаций КП и частотой пульсаций. Коэффициентом пульсаций называется отношение пикового значения переменной составляющей пульсирующего тока к постоянной составляющей:



Так как пульсации в реальных ВИП носят негармонический характер, то в их спектре можно выделить первую, вторую и т.д. гармоники. Поскольку амплитуда первой гармоники максимальна, наибольший интерес представляет коэффициент пульсаций по первой гармонике:



Независимо от функции, конкретного назначения и требований почти все ВИП строятся по функциональной схеме, показанной на рис.4.2.

Р
ис. 4.2.
Трансформатор необходим для получения на его вторичной обмотке нужного напряжения. Одновременно с этим он обеспечивает гальваническую развязку питающей сети и выходной цепи ВИП. Выпрямитель-устройство, в котором переменный ток преобразуется в пульсирующий с помощью эмиттерного перехода (диода) с явно выраженной нелинейностью ВАХ. Так как коэффициент пульсации непосредственно на выходе выпрямителя велик, то после выпрямителя ставится фильтр, на выходе которого коэффициент пульсации много меньше, чем на выходе. Для обеспечения постоянства напряжения на нагрузке при изменении напряжения питающей цепи используется стабилизатор напряжения или тока.

К основным электрическим показателям характеризующим ВИП как единое целое относятся:

  1. величина постоянного напряжения на выходе ВИП-выпрямленное напряжение (напряжение на нагрузке) U0;

  2. постоянная составляющая выходного тока - выпрямленный ток I0;

  3. коэффициент пульсаций выходного напряжения (тока)

  4. выходное сопротивление ВИП для переменных токов Rвых.

Рассмотрим принцип построения и работы выпрямителя, фильтра и стабилизатора.

      1. Выпрямители

П

ростейшей схемой выпрямителя является однофазная схема, работающая на чисто активную нагрузку (рис.4.3,а). Она состоит из простого трансформатора и вентиля, в качестве которого в настоящее время чаще других используют полупроводниковый кремниевый диод. Вентилем называют прибор, обладающий несимметричной проводимостью – малым сопротивлением для прямого тока и большим сопротивлением для обратного тока.

а) б)

Рис. 4.3. а) – однополупериодный выпрямитель, б) – временные диаграммы выпрямленного тока и напряжения.
При включении в цепь источника переменного тока на диоде появляется разность потенциалов. Пусть в течении первого полупериода в точке а будет положительный потенциал, в точке б отрицательный. В течении этого полупериода в цепи будет прямой ток, а в течении второго обратный. Так как обратный ток достаточно мал, то им можно пренебречь, и в цепи получится ток постоянный по направлению и переменный по значению, т.е. пульсирующий. Изменение мгновенных значений напряжения и силы тока в цепи представлены на графике рис.4.3,б. Таким образом, диод проводит в течении половины периода (диод как ключ замкнут), а в течении другой половины не проводит (диод как ключ разомкнут). В однополупериодной схеме выходной ток определяется выражением

,

а средне-выпрямленный ток по периоду I0 (не путать с Iср, который определяется по положительному полупериоду) равен:



Средне-выпрямленное напряжение (постоянная составляющая) U0 и постоянная составляющая тока I0 равно:



Отношение среднего значения выпрямленного напряжения к действующему значению переменного напряжения называется коэффициентом выпрямления.

т.е.

Обратное напряжение, действующее на диод равно амплитудному значению напряжения вторичной обмотки:



Коэффициент пульсации определяется отношением амплитуды первой гармоники на нагрузке к среднему значению напряжения (силы тока). Разложив выражение для импульсов напряжения при однополупериодном выпрямлении в ряд Фурье, получим



Первый член ряда является постоянной составляющей (), а второй -первой гармоникой. Следовательно,



Величина коэффициента пульсации в однополупериодном выпрямителе оказывается большой, что является существенным недостатком этой схемы. Кроме того, ток во вторичной обмотке трансформатора проходит только в одном направлении, создавая постоянное подмагничивание, что увеличивает размеры и массу трансформатора.

Поэтому для повышения эффективности выпрямления используется двухполупериодная схема, которая отличается от однополупериодной наличием двух диодов и более сложным трансформатором, вторичная обмотка которого имеет отвод от средней точки (рис.4.4,а).

а) б)
Рис. 4.4. Однофазный выпрямитель с нулевым выводом: а – схема,

б – временные диаграммы.
В результате этого ток в нагрузке проходит в течение обоих полупериодов входного напряжения. В первом полупериоде, когда напряжение в точке а положительно относительно нулевого вывода, открывается диод VD1 и через нагрузку Rн протекает ток i1=iн. В этом полупериоде в точке б напряжение отрицательное и диод VD2 находится под обратным напряжением и поэтому закрыт. Во втором полупериоде напряжение в точке а будет отрицательным, а в точке б положительным (знаки потенциалов указаны в скобке). Тогда начинает проводить ток диод VD2 (iн=i2), а диод VD1 оказывается под обратным напряжением.

Далее процессы в схеме периодически повторяются, в результате чего ток iн протекает через нагрузку Rн в одном направлении, т.е. является выпрямленным током нагрузки, среднее значение которого показано на рис.4.4,б(средний график). Диоды в схеме проводят ток парами поочередно. Обратное напряжение, приложенное к любому закрытому диоду, равно сумме напряжений на обеих вторичных обмотках. Например, на интервале 0,5 Т…Т, когда открыт диод VD2, к аноду диода VD1 приложено отрицательное напряжение U2΄, а к его катоду положительное напряжение Uн =U2΄΄,выделяемое на нагрузке Rн. Поэтому мгновенное обратное напряжение Uобр = U2΄+ U2΄΄=2 U2΄(рис.4.4,б - нижний график), а максимальное обратное напряжение на закрытом диоде равно сумме их амплитуд.

При двухполупериодном выпрямлении среднее значение выпрямленного напряжения и силы тока определяется по следующим формулам:



т.е. в два раза выше, чем в однополупериодном.

Напряжение на нагрузке является пульсирующим. Разложив в ряд Фурье, получим

.

Тогда коэффициент пульсации при двухполупериодном выпрямлении будет равен:



На практике для определения коэффициента пульсации при двухполупериодном выпрямлении пользуются формулой , где m – число фаз выпрямления. В нашем случае m =2 (две вторичных обмоток) и , что значительно меньше, чем при однополупериодном выпрямлении. Лучше используется и трансформатор. В двухполупериодной схеме ток во вторичной обмотке каждый полупериод протекает в противоположных направлениях, что теоретически устраняет подмагничивание.
Для получения двухполупериодного выпрямления используется также мостовая схема (рис.4.5.), которая выгодно отличается от выпрямителя с нулевым выводом, так как используется простой трансформатор (без нулевого вывода со вторичной обмотки) в принципе в мостовой схеме трансформатор вообще может отсутствовать, и поэтому выпрямитель можно непосредственно включать в сеть переменного тока.





Рис. 4.5. Однофазный мостовой выпрямитель.
Допустим, что в начальный момент времени на верхнем конце вторичной обмотки (точка а) по отношению к нижнему концу (точка б) существует положительный потенциал. В этом случае ток в схеме течет по цепи VD2- Rн- VD4. В следующий полупериод точка б положительна относительно точки а и ток течет по цепи VD3- Rн- VD1. Направление тока через Rн не меняется, а через вторичную обмотку меняется. Так как в мостовой схеме используются оба полупериода напряжения, то она называется двухполупериодной однофазной схемой. Осциллограммы напряжения и тока на нагрузке имеют такой же вид, как и на рис.4.4,б. Максимальное обратное напряжение в мостовой схеме равно сумме амплитудного значения напряжения на вторичной обмотке и напряжения на нагрузке. Однако следует иметь в виду, что это напряжение приложено к двум последовательно включенным диодам и поэтому делится между ними пополам. Коэффициент пульсации меньше, чем в ранее рассмотренной однополупериодной схеме (при прочих равных условиях).


      1. Сглаживающие фильтры

Наличие переменной (пульсирующей) составляющей в кривой выпрямленного напряжения всегда нежелательно для нормальной работы электронных устройств. Для уменьшения коэффициента пульсаций применяют сглаживающие фильтры, которые включаются между выпрямителем и активной нагрузкой. В основу сглаживающих фильтров заложены реактивные элементы – конденсаторы и дроссели (индуктивные катушки), представляющие соответственно малое и большое сопротивления для переменного, и наоборот, большое и малое сопротивления для постоянного тока. При этом конденсаторы включаются параллельно нагрузке Rн, а дроссели последовательно с ней. Эффективность действия сглаживающего фильтра оценивают коэффициентом сглаживания, равным отношению коэффициентов пульсаций на его входе и выходе:

,

а также падением постоянного напряжения на фильтре. Это важно из-за того, что через фильтр проходит весь ток нагрузки и чем меньше падение напряжения на нем, тем меньшая мощность бесполезно теряется в фильтре. Чем больше коэффициент сглаживания, тем выше качество ВИП.

Н
а практике применяют четыре основных вида сглаживающих фильтров: емкостной, индуктивный, Г- образный и П-образный LC –фильтры. В простейшем случае напряжение сглаживается с помощью емкости, подключенной параллельно нагрузке (рис.4.6)
Рис. 4.6. Выпрямитель с емкостным фильтром.
В этой схеме включением r учитывается сопротивление вторичной обмотки трансформатора, потери на рассеивание и сопротивление диода в открытом состоянии. Фильтрующие свойства конденсатора основываются на его способности накапливать электрическую энергию на тех отрезках времени, когда диоды выпрямителя открыты, и возвращать энергию в нагрузку, когда диоды закрыты. Если Xc<н, то уже за первые несколько периодов конденсатор зарядится до амплитудного значения входного напряжения и в схеме установится стационарное состояние, при котором конденсатор будет периодически «подзаряжаться» через диоды, а затем разряжаться через нагрузку (рис.4.7).





Рис. 4.7. Временные диаграммы с емкостным фильтром.
Введение простейшего емкостного фильтра приводит к тому, что в выпрямителе начинают действовать как бы два источника энергии. В те моменты времени, когда диоды открыты, источником энергии является сеть, в остальное время – конденсатор. Это приводит к резкому возрастанию постоянного напряжения на нагрузке и одновременно к уменьшению пульсаций. Выходное напряжение и коэффициент пульсации связаны с постоянной времени разряда конденсатора.

Рассмотрим работу выпрямителя с простым емкостным фильтром на примере однополупериодной схемы. В полупериод, когда анод диода окажется более положительным, чем катод, через диод пройдет ток (интервалы времени t0 - t1, t2 - t3 и т.д. на рис.4.7). конденсатор начнет заряжаться с постоянной времени 3 = rс в полярности, показанной на рис.4.6. В тот момент, когда мгновенное напряжение на вторичной обмотке U2 станет равно напряжению на конденсаторе (выходному напряжению), прямой ток через диод прекратится и конденсатор начнет разряжаться через сопротивление Rн с постоянной времени p = Rнс (интервалы времени t1 - t2, t3 - t4 и т.д. на рис.4.7). Поскольку p >> 3 (из-за RH >> r), то на начальном этапе заряд электронов, поступающий в конденсатор за время зарядки, больше заряда, теряемого во время разряда, и выходное напряжение растет от периода к периоду. Рост выходного напряжения прекратиться, когда заряд, приобретаемый конденсатором, будет равен заряду, теряемому им в течение одного периода, то есть:Qзар=Qразр. Рассмотрим этот установившийся режим и для упрощения анализа заменим реальную форму напряжения пилообразной (рис. 4.8).




Рис. 4.8. Временные диаграммы с углом отсечки.
Тогда постоянная составляющая выходного напряжения (Uт/=0.318Uт) определяется из рисунка очевидным выражением U0=U-∆Uс/2 , ∆Uс=2(U-U0) в котором величину ∆Uс можно определить из соображений стационарности процесса заряда и разряда конденсатора. Заряд, который получает конденсатор за время t2-t1 равен Qзар=C∆Uс . Заряд, который теряет конденсатор за время t3-t2 равен Qразр=I0(t3-t2)/ Интервал времени t3-t2 из рисунка можно выразить через угловые единицы:

t3-t2= ? +( ? ?)= 2 - ,

тогда Qразр= I0(t3-t2)=U0/RH(2 ?-?).Условие стационарности (Qзар=Qразр) дает уравнение C∆Uс= U0/RH(2 ?-?), из которого находим

∆Uс= U0/RH(2 ?-?)=U0(2 ?/?-?/?)= U0(T/?-?/?),

а относительная величина пульсации ∆Uс/ U0=1/?(Т-?) тем меньше, чем больше постоянная времени ?= RHС. Так как сопротивление нагрузки обычно бывает задано, то для увеличения ? можно увеличивать емкость С. Однако чрезмерное увеличение емкости сопровождается ростом тока заряда, что опасно для диода. Действительно, если ? представляет собой выраженный в угловых единицах отрезок времени , в течение которого протекает ток через диод, то из рисунка видно, что время разряда при большой емкости несколько больше половины периода, а значит ? составляет малую долю периода. И оно тем меньше, чем больше время разряда. Это означает, что чем меньше ?, тем больше амплитудный ток заряда и круче кривая заряда. Учитывая, что Im? = I0 ? имеем Im/I0= ?/? т.е. чем меньше ? (больше емкость), тем больше Im (при постоянной I0).При заданной же емкости в работе можно снять зависимость ? от тока нагрузки, то есть меняя RH меняем ток нагрузки и постоянную разряда ? (а значит и ?). Угол ? носит название угла отсечки: ∆Uс= U- Umcos?, отсюда cos? = (U- ∆Uс) / Um=U/Um- ∆Uс /Um?1- ∆Uс /Um . При установившемся режиме U0 очень близок к амплитудному значению U0= Um . Тогда можно принять cos ?=1- ∆Uс /U0 .

Таким образом, включение конденсатора параллельно нагрузке увеличивает выпрямленное напряжение (в пределе до Um ) и уменьшает коэффициент пульсации (в пределе до нуля). В схемах выпрямителей, в которых используются оба полупериода напряжения, эффект от включения конденсатора параллельно нагрузке увеличивается. Кроме того, дальнейшее сглаживание производится путем включения дополнительных фильтрующих звеньев, чаще всего П-образного LС-фильтра, применяемого в данной работе (рис. 4.9).


Рис. 4.9. Выпрямитель с П- образным LC-фильтром.
Ранее отмечалось, что через фильтр проходит ток нагрузки и поэтому падение постоянного напряжения на нем должно быть минимальным. Элемент фильтра, через который проходит ток нагрузки, должен обладать в идеале бесконечно большим сопротивлением для переменного тока и нулевым сопротивлением для постоянного тока. В определенной мере таким требованиям удовлетворяет катушка индуктивности (дроссель). Дроссель ДР, имеет значительную индуктивность L и представляя большое сопротивление для переменной составляющей тока, уменьшает пульсации тока в нагрузке. Пульсации не проходя через индуктивность замыкаются на землю через конденсатор С1, имеющий малое сопротивление для переменных составляющих тока. Для постоянной же составляющей тока сопротивление дросселя незначительно. Емкость С2 как и С1 выбирается такой, чтобы С2RH >> T, где Т период основной (самой низкой) гармоники пульсирующего тока. Сглаживающее действие С2 аналогично С1.
4.1.4. Стабилизаторы напряжения на транзисторах
Современная электронная аппаратура предъявляет жесткие требования не только пульсациям выходного напряжения источника питания, но и к неизменности (стабильности) его постоянного напряжения. В процессе работы ВИП напряжения на выходе сглаживающего фильтра может изменяться (имеются в виду медленные изменения, а не пульсации) в основном по двум причинам: изменение напряжения питающих цепей и сопротивление нагрузки. Если эти изменения недопустимо велики, то в схему ВИП вводится стабилизатор напряжения. Стабилизатором напряжения называется радиоэлектронное устройство автоматически поддерживающее с заданной точностью требуемую величину постоянного напряжения на нагрузке при изменении напряжения питания или тока нагрузки. Различают параметрические и компенсационные стабилизаторы, разделяющиеся, в свою очередь, на стабилизаторы непрерывного и импульсивного действия (ключевые стабилизаторы).

Основными параметрами стабилизаторов постоянного напряжения являются: коэффициент стабилизации напряжения, показывающее во сколько раз относительное приращение выходного напряжения меньше вызвавшего его относительного приращения входного напряжения

Кст = (∆Uвх/ Uвх)/(∆Uвых/Uвых);

Выходное сопротивление, характеризующего изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки:

Rвых=Uвых/∆Iн;

Коэффициент полезного действия

?=UвыхIн/UвIвх.

К
омпенсационные стабилизаторы непрерывного действия относятся к устройствам автоматического регулирования с отрицательной обратной связью. Различают компенсационные стабилизаторы последовательного и параллельного типа. Стабилизаторы последовательного типа наиболее широко используются в ВИПах. На рис. 4.10. показан простейший компенсационный стабилизатор на дискретных транзисторах.

Рис. 4.10. Стабилизатор напряжения на транзисторах.

В схеме стабилизатора транзистора Т1 является регулирующим (силовым) элементом, управление которым осуществляет усилитель на транзисторе Т2. Стабилитрон Д и резистор R2 составляют параметрический стабилизатор, создающий опорное (эталонное) напряжение Uоп. Резисторы R3 и R4 – элементы цепи отрицательной обратной связи, напряжение на выходе которой пропорционально напряжению на нагрузке Uoc=UHR4/(R3+R4). В данном стабилизаторе выходное напряжение всегда равно разности между входным напряжением и падением напряжения на регулирующем транзисторе Т1, т.е. UH=Uвх-Uк. Схема работает следующим образом. Допустим, что из-за увеличения входного напряжения выходное напряжение стало выше нормального. Это вызовет увеличение напряжения обратной связи Uос на резисторе R4 выходного делителя и сигнала рассогласования Uос-Uоп, который усиливается транзистором Т2 и поступает на базу регулирующего транзистора Т1 такой полярности (плюсом), что транзистор призакроется. Это вызовет увеличение падения напряжения на регулирующем транзисторе и уменьшения напряжения на нагрузке до номинального значения. Таким образом, при отрицательном сигнале рассогласовании транзистор Т2 приоткрывается, его коллекторный ток растет и из-за увеличения падения напряжения на резисторе R1 потенциал коллектора и соединенного с ним базы транзистора Т1 по абсолютной величине уменьшается. В результате чего транзистор Т1 подзапирается. Если напряжение рассогласования становится положительным (а это случается при уменьшении входного напряжения), то Т2 призакрывается (из-за роста потенциала базы по абсолютной величине), и на нем меньше падает напряжение. В результате на выходе напряжение поднимается до исходного значения.

Итак, регулирующий транзистор меняет свое сопротивление в зависимости от изменения напряжения на входе, и поэтому падение напряжения на нем либо уменьшается, либо возрастает, компенсируя уменьшение или увеличение входного напряжения. Выходное напряжение при этом остается практически неизменным.
Стабилизатор с операционным усилителем приведен на рисунке 4.11. Поскольку потенциалы на обоих входах ОУ должны быть близки друг другу, то потенциал в точке а равен опорному напряжению: Ua=Uоп. Отсюда, выражая Ua через выходное напряжение в виде Ua=? U2, получаем:

U2= Uоп/?,

где ? – коэффициент обратной отрицательной связи, определяющийся делителем напряжения на потенциометре с сопротивлением в 22к. Меняя этот коэффициент можно регулировать выходное напряжение стабилизатора.

Использование ОУ позволяет решить одну из главных проблем – резко уменьшить выходное сопротивление стабилизатора. Действительно, зададим на выходе приращение ∆Uo. Усиленное приращение Ко∆Uo, поступая на базу транзистора, вызовет приращение эмиттерного тока ∆Iо? Ко∆Uo/rэ. Отсюда Rвых= ∆Uo/∆Iо?r/Ko. Поскольку Ко очень большое число, то выходное сопротивление может составить тысячные доли Ома и менее.




Рис. 4.11. Стабилизатор напряжения с использованием ОУ.

    1. Выполнение работы.

4.2.1 Описание лабораторного макета.

В
ыпрямитель построен по мостовой схеме, питается от сети через понижающий трансформатор. В диагональ моста последовательно с нагрузкой поставлено небольшое токовое сопротивление
RТ, падение напряжения на котором пропорционально току, проходящему через диоды. Благодаря этому сопротивление можно с помощью осциллографа пронаблюдать форму тока и измерить угол отсечки. Измеряя расстояние l1 между импульсами тока на экране l2, можно определить угол отсечки .

Р
ис. 4.12. Принципиальная схема исследуемого стабилизированного выпрямителя
.

Рис. 4.13. К определению угла отсечки.

Далее после выпрямительного моста стоит П – образный LC- фильтр с выводами в точках 2 и 3, соответствующими С –фильтру и LC- фильтру. Эти выводы выполнены для измерения коэффициента сглаживания фильтра и коэффициента пульсаций. Переключатель П имеет две позиции «4» и «5». В позиции «4» исследуется только выпрямитель с фильтром. В позиции «5» к выпрямителю подключается стабилизатор и исследуется стабилизированный выпрямитель.

4.3. Рабочее задание.

4
.3.1. Собрать схему (рис. 4.14). Исследовать нагрузочную характеристику
Uвых = f (Iн) выпрямителя с фильтром. Построить ее.

Рис. 4.14. Электрическая схема исследования выпрямителя с фильтром.

Определить выходное сопротивление выпрямителя с фильтром.

4.3.2. Подключить осциллограф к токовому сопротивлению выпрямителя (точка «I»). Изменяя Iн в тех же пределах, снять зависимость угла отсечки от тока нагрузки (рис. 4.12). Построить график полученной зависимости.

4.3.3. С помощью осциллографа и вольтметра постоянного напряжения определить величину пульсации в точках «2» и «3» при номинальном значении тока.

4.3.4. Определить коэффициент сглаживания пульсации П – образного фильтра.

4.3.5. Переключателем П подключить выход выпрямителя ко входу стабилизатора, а миллиамперметр, нагрузку и вольтметр подключить к точке «Выход 11» таким же образом, что и на рис. 4.13. Снять нагрузочную характеристику стабилизированного выпрямителя. Определить диапазон стабилизации. Оценить по графику максимальное значение Rвых стабилизатора и сравнить с расчетным.

4.3.6. Установить минимальное значение тока нагрузки (в середине области стабилизации). Соединить точки «2» и «3», подавая тем самым большие пульсации на вход стабилизатора. Измерять на входе и выходе стабилизатора амплитудные значения пульсации с помощью осциллографа. Измерить на входе и выходе стабилизатора значения постоянного напряжения с помощью вольтметра. Определить коэффициент стабилизации стабилизатора. Сравнить с расчетным.

      1. Измерить входные и выходные напряжения выпрямителя без фильтра и электронного стабилизатора (рис. 4.14). Для этого соберите схему на стенде ЛКЭЛ (модуль ПЭ). Подайте входное синусоидальное напряжение UВх= 5…7 В частотой 5 кГц. Измерьте переменное напряжение между точками 1-2, 3-4 и 5-6 вольтметром В7-58. измерьте постоянное напряжение между точками 7-8 мультиметром М830.

Вариант 1 (обмотки 1, 2, 3, 4, 9, 10):

U1-2 = ______B; U3-4 = _____B; U5-6 = _____B; U7-8 = ____ B;

Вариант 2 (обмотки 5, 6, 7, 8, 11, 12):

U1-2 = ______B; U3-4 = _____B; U5-6 = _____B; U7-8 = ____ B;



Рис. 4.15. Трансформатор и выпрямитель (без фильтра)

4.4. Отчет.

В отчете о проделанной работе должны быть краткий конспект теории выпрямителя и стабилизаторов, схема лабораторного макета, рабочее задание, расчет предварительного задания, все таблицы и графики.

    1. Контрольные вопросы.

4.5.1 Нарисуйте функциональную схему ВИП и объясните назначение всех её узлов.

4.5.2 Объясните принцип действия одно и двухполупериодного выпрямителя, нарисуйте кривые выпрямленных напряжений.

4.5.3 Чему равно среднее значение выпрямленного напряжения и коэффициенты пульсаций при одно и двухполупериодном выпрямлении.

4.5.4 В чем преимущество мостиковой схемы перед двухполупериодным выпрямителем с нулевым выводом. Представьте их схемы.

4.5.5 Объясните принцип сглаживания пульсаций напряжения на примере емкостного фильтра.

4.5.6 Объясните принцип работы П-образного LC фильтра.

4.5.7 Объясните принцип работы электронного стабилизатора.

4.5.8 Объясните зависимость угла отсечки от тока нагрузки.

4.6. Литература

      1. Основы радиоэлектроники по редакцией Г.Д.Петрухина, МАИ, М.: 1993, 416с.

      2. В.И.Нефедов Основы радиоэлектроники, Высшая школа, М.: 2000, 399с.

      3. В.Н.Ушаков , О.В. Долженко. Электроника: от элементов до устройств, Радио и связь, М.: 1993, 352с.

      4. Ф.Г.Китунович. Электротехника. Высшая школа, Минск, 1999, 399с.

      5. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. –М.: Энергия, 1977, с.621-649.








Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации