Лабораторна робота № 25

Випрямлячі низьких напруг

Мета роботи

Вивчення принципів побудови, особливостей роботи та основ проектування малопотужних випрямлячів для випрямлення низьких напруг.

Використання пакету EWB для виконання роботи

Для виконання роботи необхідно використовувати як ідеальні, так і максимально наближені до реальних моделі операційного підсилювача та напівпровідникових діодів, а також стандартних пасивних компонентів електронної техніки та джерел змінної напруги. В якості електронних приладів необхідно використання віртуального осцилографа.

Порядок виконання роботи

25.3.1. Складається схема однонапівперіодного випрямляча у відповідності до рис. 25.1 з ідеальним випрямляючим діодом та джерелом живлення. В якості навантаження використовується резистор довільної величини – наприклад, у діапазоні 1 Ом ÷ 1 кОм. Задається напруга джерела змінної напруги – наприклад, на рівні 2 В – і перевіряється робота випрямляча. Дослід показує, що при такій вхідній напрузі випрямляч працює, і на навантаженні за допомогою віртуального осцилографа можна спостерігати випрямлену напругу.

Рис. 25.1

25.3.2. За допомогою схеми, що приведена на рис. 25.2, та опції DC Sweep меню Analysis знаходиться ВАХ діода (рис. 25.3), яка дозволяє визначити ту величину вхідної напруги, при якій процес випрямлення порушується.

Рис. 25.2

Рис. 25.3

25.3.3. Зменшується величина вхідної напруги до рівня, що не перевищує 0.7 В, і перевіряється робота випрямляча. Отримані результати порівнюються з результатами, що були отримані у першому досліді.

25.3.4. Складається схема прецизійного випрямляча у відповідності до рис. 25.4. Величина вхідної та вихідної напруги, а також величина опору резистора R2 задаються у відповідності до варіанту, а резистори R1 та R3 розраховуються. Частота сигналу вхідного джерела задається у відповідності до варіанту.

Рис. 25.4

25.3.5. Перевіряється робота прецизійного випрямляча, результати роботи якого фіксуються за допомогою двопроменевого осцилографа та порівнюються з результатами роботи схеми, що приведена на рис. 25.1.

25.3.6. Перевіряється робота прецизійного випрямляча з моделями реальних діодів. Вибираються однакові діоди D1 та D2 і перевіряється робота якості випрямлення вхідної напруги. Підбирається діод – наприклад, ВА223 (фірма Phillips) – або інший, при якому форма випрямленої напруги близька до ідеальної. Порівнюються характеристики діодів, при яких випрямляч працює і не працює, і робляться відповідні висновки.

25.3.7. Перевіряється робота прецизійного випрямляча з моделями реальних ОП. Вибираються, наприклад ОП adop-37, ad647 (Analog Device) і ОП ad830 та порівнюється їх робота. Виконується порівняння технічних характеристик ОП, при яких випрямляч працює і не працює, і робляться відповідні висновки.

25.3.8. Встановивши зовнішнє навантаження та допоміжні вимірювальні прилади, провести дослід зі зняття зовнішніх характеристик випрямлячів, що досліджуються.

25.3.9. Складається схема двонапівперіодного випрямляча за рис. 25.5 або рис. 25.6 у відповідності до варіанту.

Рис. 25.5

Рис. 25.6

Пропонується самостійно скласти план дослідження випрямляча, дослідити його та зробити відповідні висновки. Пропонується скласти ряд запитань, які є важливими для якісної роботи випрямлячів слабких сигналів, та підготувати у звіті відповіді на них.

25.4. Вимоги до звіту

25.4.1. Навести схеми випрямлячів, що досліджувались.

25.4.2. Навести результати дослідів, що були проведені.

25.4.3. Зробити відповідні висновки.

25.4.4. Для схем, що наведені на рис. 25.5 та рис. 25.6, привести обґрунтування плану проведення дослідів, їх результати, обґрунтування та висновки.

25.5. Завдання до самотестування і атестації

25.5.1. Пояснити, чому сигнали низького рівня (менше 0.5 В) не випрямляються випрямлячами на основі напівпровідникових діодів.

25.5.2. Пояснити принцип роботі випрямлячів з використанням операційних підсилювачів.

25.5.3. Пояснити вплив реальних параметрів напівпровідникових діодів на якісні показники випрямлячів низьких напруг.

25.5.4. Пояснити вплив реальних параметрів ОП на якісні показники випрямлячів низьких напруг.

25.5.5. Для схем, що досліджувались, пояснити вплив величини опорів резисторів на роботу випрямляча.

25.5.6. Пояснити, у чому полягає різниця між зовнішніми характеристиками випрямлячів на діодах і випрямлячів сигналів низького рівня.

25.5.7. Пояснити, у чому полягає різниця між зовнішніми характеристиками випрямлячів, схеми яких приведені на рис. 25.7 – 25.11.

Рис. 25.7 Рис. 25.8

Рис. 25.9 Рис. 25.10

Рис. 25.11

Додаток

Таблиця варіантів до схем лабораторної роботи.

№ варіанту	UВХ (мВ)	UВИХ (мВ)	R2 (кОм)	f (кГц)	Рис. 5, 6

Дата добавления: 2015-10-29