1. Изучить описание данной работы по методическим указаниям к выполнению лабораторной работы и дополнительной литературе.
2. Подготовить конспект по работе, начертив схемы экспериментов с обозначением номиналов элементов и типов транзисторов и таблицы для записи результатов экспериментов.
4.2. Выполнение работы
4.2.1. Построение схемы
Набрать схему выпрямителя согласно рис.4. Схему построить на основе идеального диода. Для этого установить курсор на диод и дважды щелкнуть правой клавишей мыши, выбрать LIBRARY - IDEAL.
Установить параметры дросселя фильтра. Для этого установить курсор на резистор и дважды щелкнуть левой клавишей мыши. В появившемся окне выбрать VALUE, в графе InducTANCE установить величину индуктивности 1 mH.
Установить параметры конденсатора. Для этого установить курсор на конденсатор и дважды щелкнуть левой клавишей мыши. В появившемся окне выбрать VALUE, в графе CAPACITANCE установить значение емкости 1 mF.
Установить параметры резистора нагрузки. Для этого установить курсор на резистор и дважды щелкнуть левой клавишей мыши. В появившемся окне выбрать VALUE, в графе RESISTANCE установить величину сопротивления 1 кОм.
На вход выпрямителя подсоединить функциональный генератор. Для этого открыть меню INSTRUMENTS и достать генератор сигналов (FUNCTION GENERATOR). Клемму "+" генератора соединить с Ui, центральный вывод - с общим проводом. Раскрыть генератор, задать синусоидальный вид генерируемого сигнала и установить параметры (см. рис. 5):
Открыть меню INDICATORS и достать 2 вольтметра. Открыв один из них в закладке VALUE выбрать MODE: AC. Во втором - MODE: DC (установлено по умолчанию).
Открыть меню INSTRUMENTS и достать осциллограф (OSCILLOSCOPE). Раскрыть осциллограф. Соединить клемму канала А осциллографа с выходом схемы – Ui, клемму канала В осциллографа с выходом схемы – Uo. Клемму GROUND соединить с общим проводом. Установить следующие параметры осциллографа (см. рис. 5).
Запустить анализатор переключателем в верхнем правом углу. На экране осциллографа должна появиться кривая выходного напряжения. С помощью кнопки PAUSE остановить процесс. На экране будет представлен результат процесса выпрямления (рис. 5).
Рис. 5
Развернуть осциллограф нажатием на кнопку EXPAND
4.2.2. Исследование пульсаций выпрямителя с LC-фильтром
4.2.2.1. Проведите моделирование устройства в соответствии со значениями таб. №1 и зарисуйте осциллограммы при двух различных частотах функционального генератора. Рассчитайте коэффициенты пульсации на нагрузкеи коэффициенты фильтрации сглаживающего конденсатора. Результаты исследования сведите в таблицу.
Частота входного напряжения, при параметрах фильтра L=1 мГн, C=1 мкФ и сопротивлении нагрузки Rn=1кОм
Величина
пульсации
выходного
напряжения
, В
Постоянная составляющая напряжения на нагрузке
, В
Коэффициент пульсации на нагрузке
Коэффициент фильтрации сглаживающего конденсатора
f=100Гц
7.012
6.768
1.0360
0.6599
f=1кГц
3.898
15.76
0.2473
0.1575
4.2.2.2. Проведите моделирование устройства в соответствии со значениями таб. №2.
4.2.2.3. Рассчитайте коэффициенты пульсации на нагрузкеи коэффициенты фильтрации сглаживающего конденсатора. Результаты исследования сведите в таблицу.
Таблица эксперимента №2: (изменение параметров фильтра и сопротивления нагрузки)
№ опыта
Изменяемые параметры фильтра и сопротивления нагрузки при частоте входного сигнала f=1кГц
Величина
пульсации
выходного
напряжения
, В
Постоянная составляющая напряжения на нагрузке
, В
Коэффициент пульсации на нагрузке
Коэффициент фильтрации сглаживающего конденсатора
L=1 мГн, C=1 мкФ, Rn=1 кОм
3.898
15.76
0.2473
0.1575
L=10 мГн, C=1 мкФ, Rn=1 кОм
3.363
16.01
0.2101
0.1338
L=1 мГн, C=0,1 мкФ, Rn=1 кОм
7.120
6.593
1.079
0.687
L=1 мГн, C=1 мкФ, Rn=100 кОм
0.559
18.79
0.029
0.018
4.2.3. Исследование частотных характеристик выпрямителя с LC-фильтром
Исследовать амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную характеристики (ФЧХ) выпрямителя со сглаживающим фильтром. Для построения АЧХ и ФЧХ открыть меню INSTRUMENTS и достать частотный характериограф (BODE PLOTTER). Одну из клемм IN соединить с точкой Ui, вторую - с Uо. Одну из клемм OUT соединить с точкой Uo, вторую - с общим проводом.
Запустите анализатор и раскройте частотный характериограф. На экране будет представлен результат моделирования (рис. 7).
Помните, что частотный характериограф измеряет АЧХ и ФЧХ независимо от частоты функционального генератора!
4.2.3.1. Замерьте величину коэффициента передачи выходного сигнала для частоты 1 кГц.
Для этого следует, перемещая визир на экране характериографа, установить в его правом нижнем окне частоту 1 кГц и записать соответствующее этой частоте значение коэффициента передачи в dB. Это число показывает, в какой степени подавляется фильтром переменная составляющая ей; Для просмотра ФЧХ следует переключить характериограф в режим Phase (и посмотреть ФЧХ выпрямителя с фильтром.
4.2.3.3. Замерить частоту среза фильтра. Для этого определить частоту, при которой сдвиг по фазе выходного сигнала составляет +45 эл. градусов. Результаты проведенных измерений занести в таблицу №3.
, В
, В
