Отчет2лаба2

Национальный исследовательский университет ресурсоэффективных
технологий
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Отчет по лабораторной работе №2
по дисциплине ЭЛЕКТРОНИКА
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИОДНЫХ СХЕМ
Выполнил: студент гр. 8в72
Шевчик М. В.
Проверил: доцент
Рыбин Ю. К.
Томск 2009
ЦЕЛИ РАБОТЫ:
 овладеть методикой снятия вольт-амперных характерисик нелинейных
элементов;
 освоить расчет основных параметров диодов, характеризующих их как
нелинейные элементы;
 получить практические навыки исследования схем лабораторной
работы.
ЗАДАЧИ РАБОТЫ:
 подготовиться к лабораторной работе, т.е. знать и понимать
процессы, происходящие в исследуемых схемах;
 проработать разделы порядка выполнения работы, отвечая по
каждому пункту на вопросы: как его реально выполнить? Что
должно быть получено в результате его выполнения
(прогнозируемый результат)?;
 ответить на контрольные вопросы методических указаний.
ХОД РАБОТЫ:
4.1. Исследование схем однополупериодного выпрямителя.
Рис. 1. Схема однополупериодного выпрямителя, работающего на активную
нагрузку
2
Рис. 2. Временные диаграммы выходного напряжения (CHA+) и тока диода (CHB+)
выпрямителя при Е~=Uвх~=2.5 В и F=1 кГц
Umвых=1.65*√2=2.333V;
Umвх=2.27*√2=3.21V.
Для выходного напряжения ∆t=44*10-3 c.
Период входного напряжения 50*10-3 с.
Угол отсечки тока
𝜃∗2
3600
=
∆𝑡
𝑇
,
где
𝜃 - угол отсечки тока (град.);
∆t – временной интервал ненудевого выходного напряжения (с.);
T – период входного напряжения (с.).
𝜃=
360∗44∗10−3
50∗10−3 ∗2
= 790 .
Повысим частоту генератора до 50 кГц.
3
Рис. 3. Временные диаграммы выходного напряжения (CHA+) и тока диода (CHB+)
выпрямителя при F=50 кГц
На графике мы видим появление инерционных свойств, которые
объясняются наличием емкости у диода. По причине инерционных свойств
на больших частотах появляется искажение формы выходного сигнала.
Рис. 4. Однофазный выпрямитель, работающий на активно – емкостную нагрузку
4
Рис. 5. Временные диаграммы выходного напряжения (CHA+) и тока диода (CHB+)
выпрямителя на активно – емкостную нагрузку
Изменим частоту генератора (10 кГц, 100 кГц, 500 кГц):
Рис. 6. Временные диаграммы выходного напряжения (CHA+) и тока диода (CHB+)
выпрямителя на активно – емкостную нагрузку при F=10 кГц
5
Рис. 7. Временные диаграммы выходного напряжения (CHA+) и тока диода (CHB+)
выпрямителя на активно – емкостную нагрузку при F=100 кГц
Рис. 8. Временные диаграммы выходного напряжения (CHA+) и тока диода (CHB+)
выпрямителя на активно – емкостную нагрузку при F=500 кГц
6
Емкостная нагрузка уменьшает амплитуду пульсаций выходного напряжения
(сигнал выравнивается); при большей частоте большее выравнивание.
Установим F=1 кГц и получим зависимость Uвых=f(Uвх), изменяя амплитуду
входного напряжения генератора с 2.5 В до 1.1 В через 0.2 В.
Таблица №1
зависимость Uвых=f(Uвх)
Uвх, В
Uвых, мВ
2.5
770
2.3
700
2.1
610
1.9
530
1.7
430
1.5
340
1.3
260
1.1
190
4.2. Исследование работы схемы последовательного ограничителя.
Рис. 9. Схема последовательного диодного ограничителя
7
Рис. 10. Диаграмма сигналов на входе и выходе схемы (Е1=1 В)
При достижении входным напряжением величины подпирающего
напряжения диод открывается, позволяя току течь через него. Так как у
диода есть собственное напряжение, происходит падение напряжения и
возникает разность амплитуд входного напряжения.
Рис. 11. Диаграмма сигналов на входе и выходе схемы (Е1=2 В)
Диод открывается в вершине положительной полуволны, то есть изменение
входного напряжения практически не влияет на прямой ток, проходящий
через диод.
8
Рис. 12. Диаграмма сигналов на входе и выходе схемы (Е1=5 В)
Поскольку амплитудное значение входного напряжения не достигает
значения запирающего, диод закрыт на обеих полуволнах входного
напряжения.
4.3. Исследование работы схемы параметрического стабилизатора.
Рис. 13. Схема параметрического стабилизатора напряжения
Необходимо измерить коэффициент нестабильности выходного напряжения
KL, считая, что номинальное выходное напряжение имеет место при E1=10
В, а максимальное и минимальное значения фиксируются при Е1=12 В и
Е1=8 В соответственно.
Нестабильность выходного напряжения по сети – процентное изменение
выходного напряжения в ответ на изменение входного напряжения
K L  Line Reg. 
V0( hi in )  V0( loin )
V0( nomin )
 100%
9
где
o – out, hi – high, lo – low, in – input.
То есть речь идет об изменении выходного напряжения при высоком и
низком уровнях входного, отнесенного к выходному напряжению при
номинальном выходном.
Нестабильность выходного напряжения по нагрузке – процентное изменение
выходного напряжения в ответ на изменение тока в нагрузке от половины до
полного номинального значения
K L  Load Reg . 
V0( full load )  V0( half load )
V0( rated load )
 100%
где
𝑉0(𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑙𝑜𝑎𝑑) - номинальное выходное напряжение на холостом ходу при
номинальном 𝑉𝑖𝑛(𝑛𝑜𝑚) .
Нестабильность выходного напряжения по сети:
KL=(5.55-5.54)*100/5.545=0.18.
Нестабильность выходного напряжения по нагрузке:
KL=(5.527-5.537)*100/5.545=-0.18
ВЫВОД:
были исследованы схемы однополупериодного выпрямителя, работающего
на активную или емкостную нагрузку, и схемы последовательного
ограничителя.
10