1) Собрать схему интегрирующей цепи (см. рис. 1.1, б), установить параметры элементов: R = 1 кОм, С = 1 мкФ. Снять АЧХ интегрирующей цепи. Для этого к входу цепи подключить выход генератора синусоидальных колебаний, к выходу – осциллограф. Подать на схему сигнал напряжением 1 В и, изменяя частоту от 50 Гц до 200 кГц, определить коэффициент передачи цепи для нескольких значений частоты. Результаты измерений представить в табличной форме и построить по ним АЧХ исследуемой цепи. Для удобства построения графика по горизонтальной оси рекомендуется откладывать не сами значения частоты, а их логарифмы.
2) Собрать схему дифференцирующей цепи (см. рис. 1.1, а) и выполнить действия, указанные в п. 1, снять ее АЧХ при тех же параметрах элементов.
3) Снять ФЧХ интегрирующей цепи. Результаты измерений занести в таблицу и по ним на одном графике построить ФЧХ и АЧХ.
4) Снять ФЧХ дифференцирующей цепи и выполнить действия, указанные в п. 3.
5) По экспериментальным графикам определить значения верхней (ωв) и нижней (ωн) частоты, рассчитать постоянные времени τэкс = 1/ω и τрасч = RC.
Сравнить экспериментальные и теоретические результаты.
6) Исследовать переходные характеристики интегрирующей цепи. Для этого на вход цепи подать с генератора прямоугольных колебаний импульсы амплитудой 1 В, периодом колебаний 6 мс, длительностью 3 мс. Зарисовать в отчете форму выходных импульсов. По осциллограмме определить постоянную времени цепи (см. рис. 1.3), сравнить полученное значение с результатом расчета (см. п. 5).
7) Исследовать переходные характеристики дифференцирующей цепи, выполняя действия, указанные в п. 6.
8) Собрать схему ППФ (см. рис. 1.4, а), снять его АЧХ и ФЧХ.
9) Подать на вход ППФ прямоугольные импульсы. Зарисовать временные диаграммы работы цепи для трех периодов: T1 = τ; Т2 = 10τ; Т3 = 1/10 τ.
10) Собрать схему ПЗФ (см. рис. 1.4, б), снять его АЧХ и ФЧХ.
11) Подать на вход ПЗФ прямоугольные импульсы. Зарисовать временные диаграммы работы цепи для трех периодов: T1 = τ; Т2 = 10τ; Т3 = 1/10 τ.
1.2.Содержание отчета
1) Схемы исследуемых цепей, используемые в эксперименте.
2) Таблицы исследований АЧХ и ФЧХ интегрирующей и дифференцирующей цепей, ППФ и ПЗФ.
3) Графики АЧХ и ФЧХ, полученные при исследованиях.
4) Осциллограммы переходных процессов.
5) Экспериментальные и теоретические значения постоянных времени интегрирующей и дифференцирующей цепей.
6) Выводы по результатам исследований.
1.3. Контрольные вопросы
1) Какие процессы происходят в дифференцирующей и интегрирующей цепях при воздействии на них прямоугольных импульсов?
2) Какую форму примет напряжение на выходе дифференцирующей и интегрирующей цепей при изменении сопротивления, емкости цепи, длитель-ности, периода повторения и амплитуды импульсов на входе?
3) Объясните полученные формы графиков АЧХ и ФЧХ дифференцирующей и интегрирующей цепей.
4) Какую форму примут графики АЧХ и ФЧХ исследуемых цепей при изменении в них значений сопротивления и емкости?
Лабораторная работа 2
Исследование характеристик
полупроводниковых диодов и выпрямителей
Цель работы: экспериментальное исследование параметров и характеристик диодов и выпрямителей.
Оборудование: универсальный лабораторный макет, осциллограф, генератор синусоидальных колебаний, диод Д226А.
2.1. Теоретические сведения
Диодом называется полупроводниковый прибор с одним электронно-дырочным переходом и двумя выводами, в работе которого используются вентильные свойства перехода.
Основными параметрами выпрямительных диодов являются среднее прямое напряжение Uср, средний обратный ток Iобр, максимально допусти- мое обратное напряжение Uобр max и максимально допустимый прямой ток диода Iпр_max.
Наиболее полно отражает свойства диода вольт-амперная характеристика, которая позволяет определить коэффициент выпрямления диода, стати-ческие и дифференциальные сопротивления диода при прямом и обратном включении.
Выпрямители, предназначенные для питания потребителей малой и средней мощности, выполняются в виде одно- и двухполупериодных схем (рис. 2.1).
|
|
|
|
а |
б |
Рис. 2.1. Схемы одно- (а) и двухполупериодного (б) выпрямителей
Для уменьшения амплитуды колебаний выходного напряжения используются сглаживающие фильтры (рис. 2.5), форма выходного напряжения (для двухполупериодного выпрямителя) показана на рис. 2.3. Эффективность фильтра оценивается амплитудой пульсации выходного напряжения ΔU и коэффициентом пульсации, равным отношению амплитуды пульсации к действующему значению выходного напряжения: qф = ΔU / Uд.
2.2. Порядок выполнения работы
1) Исследовать ВАХ кремниевого диода Д226А. Для этого собрать динамический построитель диодной характеристики (рис. 2.4).
|
а |
б |
Рис. 2.2. Форма графика выходного напряжения одно- (а) и
двухполупериодного (б) выпрямителей
Переключатели осциллографа выставить в следующие положения: «Вольт/дел. (грубо)» – 1 В; «Вольт/дел. (плавно)» – крайнее правое; «Синхронизация» – Х; тумблер переключения масштаба развертки («×1; ×0,2») – ×0,2 (при данном положении рукояток осциллографа масштаб осциллографа по оси Y (ток) – 1 мА/дел, по оси Х (напряжение) – 1 В/дел.).
|
|
|
Рис. 2.3. Форма входного и выходного напряжения сглаживающего фильтра |
Подать на вход схемы с генератора синусоидальный сигнал с амплитудным напряжением 7 В и частотой 100 Гц, получить на экране осциллографа ВАХ диода и зарисовать ее в соответствующем масштабе.
2) Исследовать работу однополупериодного выпрямителя. Для этого собрать схему (см. рис. 2.1, а). На вход выпрямителя с генератора подать синусоидальный сигнал напряжением 2_В и частотой 100 Гц. С помощью осциллографа определить амплитудные значения входного и выходного напряжения выпрямителя.
|
|
|
Рис. 2.4. Динамический построитель ВАХ диода |
3) Исследовать работу однополупериодного выпрямителя со сглаживающим фильтром. Для этого собрать схему (см. рис. 2.5), установить параметры: С =_0,1_мкФ, R_=_10_кОм. Зарисовать осциллограмму выходного нап- ряжения (пульсации) при том же входном сигнале (см. п. 2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
