Выпрямители: Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы, страница 3

5.2. Исследовать зависимость входного сопротивления выпрямителя от входного напряжения.

5.3. Увеличьте частоту входного сигнала в 1000 раз (уменьшите при этом в 1000 раз длительность и временной шаг моделирования). Объясните изменение формы выходного сигнала.

6. В среде B2 Spice Workshop открыть схему Rectifier2a.ckt, затем:

6.1. Постройте графики входного и выходного напряжений, а также тока через конденсатор C1 во временной области. Повторите эксперимент с ёмкостью C1 а) в два раза большей исходного значения, б) в два раза меньшей исходного значения. объясните результаты экспериментов.

7. В среде B2 Spice Workshop исследовать работу схем Rectifier3.ckt, Rectifier4.ckt и Rectifier5.ckt (построить графики выходного и входных напряжений во временной области).

8. Для схемы Rectifier3.ckt по паспортным данным на ОУ оценить относительную погрешность детектирования прямоугольного импульса амплитудой A и длительностью τ (UC₀ – начальное напряжение на конденсаторе, параметр – неидеальность ОУ, которая учитывается при расчете погрешности). Во всех вариантах должна учитываться конечная скорость нарастания сигнала на выходе ОУ! Для вариантов с температурными погрешностями принять изменение температуры равным 50ºC.

Вари-ант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
A, В	2	1	0,5	0,1	2	1	0,5	0,1	2	1	0,5	0,1
τ, мс	2	1	1	5	5	2	2	1	1	5	5	2
UC₀	–1,0	0	0	1	-2	-1	0	–1,0	1	–1,0	1	0
Пара-метр	i_ВХ	e_СМ	ТКi_ВХ	ТКe_СМ	i_ВХ	e_СМ	ТКi_ВХ	ТКe_СМ	e_СМ	ТКi_ВХ	i_ВХ	ТКe_СМ

9. В среде B2 Spice Workshop открыть схему Rectifier6.ckt, затем:

9.1. Исследовать зависимость выходного напряжения схемы от входного. Сравните ее с зависимостью идеального выпрямителя.

9.2. Исследуйте поведение схемы во временной области. Объясните, для чего необходима вторая цепь обратной связи (R2–D2).

9.3. Дополнив схему на Rectifier6.ckt разностным усилителем, спроектируйте двухполупериодный активный выпрямитель, исследуйте его характеристики.

10. Оформить отчет, содержащий:

10.1. Необходимые результаты моделирования.

10.2. Выводы о характеристиках исследованных схем.

11. Защитить выполненную работу.

Контрольные вопросы:

1. Параметры оценки переменных периодических сигналов

2. Области применения выпрямителей.

3. Основные параметры диодов.

4. Перечислите недостатки исследованных схем пассивных выпрямителей. Пригодны ли пассивные выпрямители для измерения малых сигналов?

5. Какие особенности применения имеет рассмотренная схема пассивного двухполупериодного выпрямителя?

6. Какие статические погрешности операционного усилителя влияют на результирующую погрешность схем на рисунках 14-17? Выведите выражения для относительной погрешности выходного напряжения схемы на рисунках 14-17 от статических погрешностей операционного усилителя.

7. Перечислите основные динамические параметры операционных усилителей.

8. Каковы критерии выбора ОУ для измерительных выпрямителей и пиковых детекторов?

9. Выведите выражение для оценки погрешности схемы на рисунках 14-17 от конечной скорости нарастания напряжения на выходе ОУ

Справочные данные

Параметры операционного усилителя LM358

Параметр	Условия измерения		Мин.	Тип.	Макс	Ед. изм.
V_IO напряжение смещения ()		25°С		3	7	мВ
V_IO напряжение смещения ()		0¸70°С			9	мВ
a_VIO средний ТК напряжения смещения ()		0¸70°С		7		мкВ/°С
I_IO разность входных токов		25°С		2	50	нА
I_IO разность входных токов		0¸70°С			150	нА
aI_IO средний ТК разности входных токов		0¸70°С		10		пА/°С
I_IB средний входной ток		25°С		–20	–250	нА
I_IB средний входной ток		0¸70°С			–500	нА
Диапазон синфазного вх. напряжения		25°С	V_SS		V_CC–1	В
Диапазон синфазного вх. напряжения		0¸70°С	V_SS		V_CC–2	В
V_OH максимальное выходное напряжение	R_Н³2 кОм	25°С		V_CC–1,5		В
V_OH максимальное выходное напряжение	R_Н=2 кОм V_CC =32 В	0¸70°С	26			В
V_OL минимальное выходное напряжение	R_Н<10 кОм	0¸70°С		5	20	мВ
A_VD к-т усиления диф. сигнала	V_CC =15 В V_O =1¸11 В R_Н³2 кОм	25°С	25	100		В/мВ
A_VD к-т усиления диф. сигнала	V_CC =15 В V_O =1¸11 В R_Н³2 кОм	0¸70°С	15			В/мВ
CMRR к-т подавления синфазного синала		25°С	65	80		дБ
k_SVR к-т подавления нестабильности питания		25°С	65	100		дБ
Скорость нарастания вых. сигнала	R_Н³2 кОм V_CC =15 В	25°С		2,5		В/мкс
I_O выходной ток	V_CC =15 В V_ID =1 В V_O =0 В	25°С	–20	–30		мА
	V_CC =15 В V_ID =1 В V_O =0 В	0¸70°С	–10
	V_CC =15 В V_ID =–1 В V_O =15 В	25°С	10	20
	V_CC =15 В V_ID =–1 В V_O =15 В	0¸70°С	5

Примечания: V_CC – положительное напряжение питания, V_SS – отрицательное напряжение питания, R_Н – сопротивление нагрузки, V_O – выходное напряжение, V_ID – входное дифференциальное напряжение.

Параметры диода общего назначения 1N4002

Обознач.	Параметр	Значение	Ед. изм.
U_{обр.макс}	Максимальное обратное напряжение	100	В
I_{пр.макс}	Максимальный прямой ток (средневыпрямленное значение при Т=75°С)	1	А
T_мин ¸T_макс	Допустимая температура pn-перехода	–55 ¸ +175	°С
q_JA	Температурное сопротивление pn-переход/окружающая среда	50	°С/Вт
U_пр	Прямое падение напряжения при токе 1А	1,1	В
I_обр	Обратный ток при максимальном Т=25°С обратном напряжении Т=100°С	5,0 500	мкА
С_д	Общая емкость диода (при обратном напряжении 4В, f=1МГц)	15	пФ

Литература:

1. П.Хоровиц, У.Хилл Искусство схемотехники, т.1

2. Л.Фолкенберри Применения операционных усилителей и линейных ИС

3. В.С.Гутников Интегральная электроника в измерительных устройствах (2-е издание)

1 2 3

Скачать файл