Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем




Скачать 97.79 Kb.
НазваниеОтчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем
Дата публикации27.05.2013
Размер97.79 Kb.
ТипОтчет
litcey.ru > Информатика > Отчет
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский Политехнический университет»




Факультет автоматики и вычислительной техники

Кафедра вычислительной техники

Отчет по лабораторной работе №2
Исследование диодных схем
Исполнители:

Студент гр. 8В61 Брагин А.С.


Руководитель:

Доцент кафедра КИСМ Цимбалист Э.И.

Томск – 2008

Лабораторная работа № 2
Исследование диодных схем
Цель работы: Получить первоначальные навыки выполнения лабораторных работ по аналоговой электронике в программно-аппаратной среде NI ELVIS.
^ Задачи работы:

  • овладеть методикой снятия вольт-амперных характеристик (ВАХ) нелинейных элементов;

  • освоить расчет основных параметров диодов, характеризующих их как нелинейные элементы;

  • получить практические навыки исследования схем лабораторной работы.


3. Ход лабораторной работы

3.1 Исследование схем однополупериодного выпрямителя:

  • Осуществили запуск программного обеспечения NI ELVIS и его инициализацию.

  • Собрали схему для снятия ВАХ диодов: VD1- кремниевого точечного диода (рис.2), VD3 - кремниевого стабилитрона(рис.3 а,б).




Рис 1. Схема эксперимента для снятия ВАХ двухполюсников

Рис 2. ВАХ для VD1 - кремниевого точечного диода


Рис 3а. ВАХ для VD3 - кремниевого стабилитрона (отрицательная часть)


Рис 3б. ВАХ для VD3- кремниевого стабилитрона (положительная часть)
Вывод: Выпрямительные полупроводниковые диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Основными параметрами выпрямительных полупроводниковых диодов являются: постоянное прямое напряжение при заданном прямом токе; максимально допустимое обратное напряжение при котором диод еще может нормально работать длительное время; постоянный обратный ток протекающий через диод при обратном напряжении; средний выпрямленный ток, который может длительно проходить через диод при допустимой температуре его нагрева; максимально допустимая мощность, рассеиваемая диодом, при которой обеспечивается заданная надежность диода.

Стабилитрон - полупроводниковый диод, напряжение на котором сохраняется с определенной точностью при изменении проходящего через него тока в заданном диапазоне. Он предназначен для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока. По сравнению с обычными диодами имеет достаточно низкое регламентированное напряжение пробоя (при обратном включении) и может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока. Рабочим участком стабилитрона является участок электрического пробоя.



  • Собрали схему однополупериодного выпрямителя, работающего на активную нагрузку (рисунок 4, отключив емкость C10). В качестве источника переменного напряжения используем генератор FGEN, используем выводы FGEN и Ground. Установили на генераторе амплитуду гармонического сигнала Е = Uвх= 2.5В и частоту f = 1 кГц.



Рис 4. Однофазный выпрямитель, работающий на активно-емкостную нагрузку


  • Получили временные диаграммы выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя (рисунок 5). Измерьте осциллографом амплитуды сигналов и определите период входного напряжения и временной интервал ненулевого тока диода. Определите угол отсечки тока . Данные зафиксируйте для их дальнейшей обработки. Временные диаграммы входного напряжения и полученных сигналов синхронизируйте.


Измерим осциллографом амплитуды сигналов и определим период входного напряжения и временной интервал ненулевого тока диода.

Umвых=1,65*=2,333V

Umвх=2,27*=3,21V

Для выходного напряжения: с.

Период входного напряжения равен 50*10-3 c

Определим угол отсечки тока .



где - угол отсечки тока, град.;

- временной интервал ненулевого выходного напряжения, с.;

T - период входного напряжения, с.

Отсюда



Угол отсечки тока



Рис 5. Временные диаграммы выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя. При амплитуде гармонического сигнала Е = Uвх=2.5В и частоте f=1кГц.


Рис 5. Временные диаграммы выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя. (их амплитуды)

Для диода Шоттки



Рис 5б. Временные диаграммы выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя. При амплитуде гармонического сигнала Е = Uвх=2.5В и частоте f=1кГц.


Рис 5. Временные диаграммы выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя. (их амплитуды – для диода Шоттки)


  • Изменяя частоту гармонического напряжения с генератора, пронаблюдаем на повышенных частотах проявляются ли инерционные свойства диода. Зафиксируйем временные диаграммы выходного напряжений и тока диода и синхронизируем их с входным гармоническим сигналом.



Вывод: Инерционные свойства диодов - эти свойства характеризуются временем рассасывания избыточных носителей заряда и временем восстановления обратного сопротивления.


  • Собрали схему однополупериодного выпрямителя, работающего на активно-емкостную нагрузку.

Пронаблюдайте временные диаграммы выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя.



Рис.8. Временная диаграмма выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя



Рис.8. Временная диаграмма выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя

С изменением частоты амплитуда пульсаций выходного напряжения уменьшается.

Табл.3. Зависимость характеристик от частоты

Частота(Hz)

815,054

2793

54157

^ Входное напряжение(V)

1,627

1,352

242,59

Ток диода(mА)

45,37

91,87

144,63



Рис.8б. Временная диаграмма выходного напряжения(CHA+) и тока диода (CHB+) выпрямителя. (Измерили амплитуды).


  • Установим f = 1 кГц и снимая зависимость Uвых= = f(Uвх), изменим амплитуду входного напряжения генератора FGEN U вхот 2,5В до 1,1в ЧЕРЕЗ 0,2в. Значения Uвых= получим или в виде данных измерителя канала CHA+ осциллографа, или инициируя вместо осциллографа цифровой вольтметр DMM.





Зависимость Uвых= f(Uвх)

3.2 Исследование работы схемы последовательного ограничителя:

  • Собрали схему последовательного ограничителя, изображенную на рисунке 8.



Рисунок 8. Схема последовательного диодного ограничителя
Инициируйте генератор, регулируемый источник питания (Variable Power Supplies) и осциллограф. Установите амплитуду гармонического сигнала Е = 2,5В на частоте f = 1 кГц и значение напряжения E1 источника SUPPLY+ равное 1В.


Рис.10 Собрали схему последовательного ограничителя


  • Исследуйте работу схемы последовательного ограничителя, изучив временные диаграммы сигналов на входе и выходе при различных значениях и полярности подпирающего напряжения Е1 (два-четыре значения по выбору). Сохраните для отчета полученные в ходе экспериментов файлы синхронизированных сигналов.





Рис.10. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе (При различных напряжениях Е1 и при отрицательном напряжении)


Е1(V)

0,453

0,962

1,876

-6

3

Uвых(V)

3,162

3,190

3,176

4,3

4,6

Iвх(mA)

235

229,2

4,13

4,25

222


3.3 Исследование работы схемы параметрического стабилизатора:

  • Соберем схему параметрического стабилизатора в режиме холостого хода, изображенную на рисунке 9.



Рисунок 9. Схема параметрического стабилизатора напряжения


  • Измерили коэффициент нестабильности выходного напряжения KL, считая что номинальное выходное напряжение имеет место при Е1 = 10В, а максимальное и минимальное значения фиксируются при Е1 = 12 В и Е1 = 8 В соответственно.

E1(V)

10

12

8

Uвых(V)

5,552

5,556

5,547


=

Подключили к выходу стабилизатора нагрузку R23 (5,1К).

E1(V)

10

12

8

Uвых(V)

5,543

5,550

5,397

КL=

Измерили коэффициент нестабильности выходного напряжения по нагрузке (load regulation).


Подключили к выходу стабилизатора нагрузку R21 (10К).

E1(V)

10

12

8

Uвых(V)

5,546

5,552

5,538

КL=

Измерили коэффициент нестабильности выходного напряжения по нагрузке (load regulation).


KL=-23,3

Вывод: При росте нагрузки коэффициент нестабильности выходных напряжений растет.

Сравним нестабильность выходных напряжений от вариаций Е1 в режимах холостого хода и под нагрузкой. Сделайте заключение.

Установили номинальное входное напряжение Е1=10В и замерим выходное напряжение параметрического стабилизатора на холостом ходу (U1) и под нагрузкой RL (U2). Рассчитаем Rвых стабилизатора.

U1=5,732V

U2=5,161V

Вывод:

1) При анализе схем с реальными элементами, в частности с диодами, приходится учитывать нелинейность их характеристик, что отражается и на методике расчета таких схем.

2) Если к этой нелинейной цепи (выпрямителя) подвести гармоническое воздействие, то спустя определенное время в ней установятся периодические колебания, которые, естественно, не будут гармоническими. Постоянная составляющая напряжения на зажимах резистивной нагрузки выпрямителя этих периодических колебаний и представляет собой выпрямленное постоянное напряжение. Гармоники же колебания оказывают мешающее действие на работу питаемых устройств. Для снижения их уровня в рассматриваемый простейший выпрямитель введен конденсатор. Емкость конденсатора выбирается такой, чтобы его сопротивление на частотах гармоник, начиная с первой, было бы значительно меньше сопротивления нагрузки выпрямителя.

Похожие:

Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconОтчет по лабораторной работе №2 «Исследование диодных схем» по дисциплине «Электроника»
Подготовиться к лабораторной работе, т е знать и понимать процессы, происходящие в исследуемых схемах
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconИсследование диодных схем Отчет о лабораторной работе №2 по курсу «Электроника»
Направление – Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconОтчет по лабораторной работе №2 по дисциплине электроника исследование диодных схем
Что должно быть получено в результате его выполнения (прогнозируемый результат)?
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconИсследование диодных схем Отчет о лабораторной работе №2 по курсу «Электроника»
Что должно быть получено в результате его выполнения (прогнозируемый результат)?
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconОтчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем
Цель работы: Получить первоначальные навыки выполнения лабораторных работ по аналоговой электронике в программно-аппаратной среде...
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconОтчет по лабораторной работе №2 «Исследование диодных схем»
Собрали схему для снятия вах диодов: vd1-кремниевого точечного диода, vd3- кремниевого стабилитрона. Полученные вах диодов приведены...
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconТомский политехнический университет л 3
Лабораторные работы по аналоговой электронике в программно-аппаратной среде ni elvis. Кн. Цимбалист Э. И., Силушкин С. В. Исследование...
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconОтчет по лабораторной работе №2 «Исследование диодных схем»
Начиная с некоторого момента, когда напряжение на точечном диоде превысит падение напряжения на нем, через диод экспоненциально потечет...
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconЛабораторная работа №2 «Исследование диодных схем»
Освоить расчет основных параметров диодов, характеризующих их как нелинейные элементы
Отчет по лабораторной работе №2 Исследование диодных схем iconЛабораторная работа №2 «Исследование диодных схем»
Освоить расчет основных параметров диодов, характеризующих их как нелинейные элементы
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница