6. Источники питания. Виды.

Источники питания являются главной частью практически всех  радиоэлектронных  устройств, поскольку без энергии любая схема попросту не будет работать.

Чаще всего используются  источники питания постоянного или переменного тока.  Устройства, которые позволяют непосредственно, без дополнительных преобразований передавать энергию – это первичные источники питания, преобразующие механическую, тепловую, химическую или любую другую энергию в электричество.

Пожалуй, самый распространенный  первичный  источник энергии – аккумуляторная батарея.  Однако для радиоэлектроники и в бытовых устройствах чаще всего используются вторичные источники питания, так как до сих пор самым дешевым общедоступным поставщиком  электроэнергии остается электрическая сеть переменного тока. Сетевые блоки питания не генерируют электрический ток самостоятельно, а всего лишь преобразовывают в необходимый потребителю постоянный или переменный ток с определенными параметрами (напряжение, стабильность, частота).

Для преобразования сетевого напряжения (220 В, 50Гц) источники питания снабжены специальными устройствами, которые позволяют трансформировать сетевой переменный ток в нужный для конкретного устройства или схемы. Это может быть выпрямитель, стабилизатор переменного напряжения, стабилизатор постоянного тока или напряжения, различные типы сглаживающих фильтров.

Как правило, блок  питания занимает до трети объема всей схемы. Соответственно и работа устройства в целом во многом зависит от надежности и параметров вторичного источника питания, поэтому намного эффективнее их специализировать под конкретную аппаратуру, чем использовать унифицированные модели.

На сегодня существует четыре вида сетевых источников питания постоянного или переменного тока:

1.    Уже в 1950 годах широко применяли трансформаторные блоки питания с гасящим конденсатором, довольно простые, малогабаритные, но с малой мощностью конструкции. 

Линейные ИП, собранные по стандартной схеме:  понижающий трансформатор – выпрямитель – фильтр – стабилизатор.  Характеризуются высокой надежностью при предельно простой схеме, отсутствием высокочастотных помех. Сконструировать такой ИП без особых проблем сможет любой начинающий радиоконструктор. А  доступность и невысокая стоимость комплектующих делает его наиболее привлекательным для применения в маломощных устройствах.  Например, блоки питания радиоприемников, АОНов, сигнализаций, часов, елочных гирлянд, зарядных устройств  для аккумуляторов. Однако их не рекомендуют использовать как внешний блок питания (на улице, в гараже, сарае, около заземленных объектов).

2.    Вторичные импульсные источники питания: понижающий трансформатор – фильтр – стабилизатор.

Преимуществом данного вида ИП является невысокая сложность изготовления и дешевизна комплектующих, надежность в эксплуатации. Рекомендуются для бесперебойных блоков питания охранных систем, видеонаблюдения, для усилителей низкой частоты, радиостанций, зарядных устройств. В отличие от линейных, импульсные источники питания имеют миниатюрные размеры составляющих элементов.

Основным недостатком можно считать высокий уровень помех, поэтому при конструировании импульсных блоков питания особое внимание уделяется экранированию и подавлению высокочастотных шумов.

3.     Импульсные  (бестрансформаторные)  высоковольтные высокочастотные источники питания: фильтр – выпрямитель 220В – импульсный высокочастотный преобразователь.

Характеризуются минимальными массогабаритными показателями и высоким КПД, достигающим девяноста процентов и более. Главным технологическим преимуществом импульсных источников  питания является возможность применения гальванической развязки напрямую от сети, что позволяет собирать ИП без довольно большого в размерах трансформатора. Дают возможность создавать ИП с большим разбегом мощности на любые выходные напряжения. Могут применяться в любых радиолюбительских конструкциях, существенно улучшают характеристики питаемых устройств.

Недостатки импульсных высоковольтных высокочастотных ИП: высокий уровень сложности изготовления в кустарных условиях, высокая себестоимость и быстрый выход из строя высоковольтных высокочастотных составляющих, дефицитность некоторых компонентов.

С развитием мировых технологий стали актуальны бесперебойные источники питания, которые совмещают в себе источники первичного и вторичного типа. Основным в этой паре является сетевой блок питания. Но в случае аварийного отключения электричества, включается аккумулятор, который позволяет продолжать работу или (закончить ее) до устранения проблемы.

7)Применение электронно-лучевых осциллографов в физическом практикуме.

Электроннолучевой осциллограф. Электроннолучевой осциллограф (ЭО) - прибор для визуального наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров.

Достоинством прибора является высокая чувствительность, большое входное сопротивление, малая инерционность. Осциллограф является универсальным измерительным прибором. С его помощью можно измерять напряжение, силу тока, снимать частотные и фазовые характеристики электронных схем, наблюдать семейства статических характеристик транзисторов; можно измерять неэлектрические величины, применяя специальные датчики (преобразователи).

Современные осциллографы позволяют исследовать электрические напряжения в диапазоне частот от постоянного тока до нескольких гигагерц, а также измерять амплитуды и длительности исследуемых сигналов. Наличие периодической и ждущей развертки дает возможность исследовать периодические и однократные электрические процессы.

8)Применение транзисторов как усилителей, диодов в качестве выпрямителей.

Транзистор, полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

Транзистор применяется в:

Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме.^[6][7] Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов.^[8][9] Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.

Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий). Диодный выпрямитель или диодный мост (То есть 4 диода для однофазной схемы, 6 для трёхфазной полумостовой схемы или 12 для трёхфазной полномостовой схемы, соединённых между собой по схеме) — основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств. Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме Ларионова А. Н. на трёх параллельных полумостах применяется в автомобильных генераторах, он преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортовой сети автомобиля. Применение генератора переменного тока в сочетании с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока с щёточно-коллекторным узлом позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность.