Исследование блокинг-генератора

Цель работы. Исследование режимов работы схемы блокинг-генератора.

Программа работы

1. Дать объяснение назначения всех элементов схемы блокинг-генератора (рис. 13).

Рис. 13. Блокинг-генератор

7

Указания к выполнению работы

1. Выпрямленное напряжение на выходе всех схем вы-прямления является пульсирующим, т.е. может быть пред-ставлено суммой постоянной составляющей и несинусои-дальной переменной составляющей:

U_вых = U_п + U_пер .

 Несинусоидальная переменная составляющая U_пер может быть представлена рядом гармоник, т.е. рядом синусоидаль- ных составляющих с увеличивающейся с порядковым номе- ром частотой ω и убывающей амплитудой U_кm. Тогда пуль- сирующее напряжение может быть представлено как ряд

.

Степень пульсирования выпрямленного напряжения харак- теризуется коэффициентом пульсаций

K_П ≈ U_1m /U₀ ,

где U_1m – амплитуда первой гармоники.

 На практике в качестве U_1m принимают максимальную амплитуду пульсирующего напряжения U_{m max}, а в качестве U₀ – среднее значение U_d, измеренное вольтметром. С учётом этого

K_П = U_{m max}/ U_d .

Здесь U_d = - для однополупериодной схемы выпрямления; U_d = - для двухполупериодной схемы выпрямления; U₂ – действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

   Для снижения пульсаций на выходе схем выпрямления включают, как правило, пассивные фильтры, содержащие реактивные

8

элементы – конденсаторы С и индуктивности L. При этом основным параметром фильтра является коэффициент сглаживания К_сгл, определяющийся как отношение

к

8

эффициентов пульсации на нагрузке без фильтра и с фильт-ром.

 Обратное напряжение, прикладываемое к диоду в схеме со средней точкой в 2 раза больше, чем обратное напряжение на диоде в мостовой схеме, при одинаковом напряжении источника переменного напряжения. В этом необходимо убедиться при исследовании схем двухполупериодного выпрямления (рис 3 и 4).

2. Для выполнения пп. 1 и 2 программы работы необходимо установить на стенде сменную панель 87Л-01/08 со схемой двухполупериодного выпрямителя со средней точкой транс- форматора (рис. 5).

Рис. 5. Схема сменной панели стенда для исследования

однополупериодного и двухполупериодного со

средней точкой выпрямителей

2.1. В качестве источника переменного напряжения исполь- зуют напряжение, снимаемое с зажимов ИП стенда « ~15 В, Общ.».

2.2. При выполнении п.1 программы переменное напряже- ние подключить к клемме 1 от одного из крайних зажи- мов источника питания стенда « ~15 В », а к клемме 2 − от зажима «Общ.» (рис. 5).

3. При выполнении работы используют диоды Д220

(КД103А), резисторы: R1 = 220 Ом, R2 = 510 Ом; 1 кОм;

21

, (1)

. (2)

Подставляя выражение (1) в (2), получим уравнение

,

которое справедливо при условии . Выражение для этого условия можно переписать в виде:

, (3)

где и - абсолютные значения коэффициентов усиления и обратной связи; φ и ψ – аргументы комплексных чисел и , определяющие фазовые сдвиги входного и вы- ходного напряжений соответственно усилителя и цепи об- ратной связи. Равенство (3) должно выполняться при сле- дующих условиях:

φ + ψ = 0, (4)

кγ = 1. (5)

Уравнение (4) определяет условие баланса фаз, а уравнение (5) определяет условие баланса амплитуд.

 Условие баланса фаз означает, что в схеме существует по- ложительная обратная связь. Условие баланса амплитуд оз- начает, что потери энергии в автогенераторе восполняются энергией от источника питания с помощью положительной обратной связи.

2. Работа выполняется с использованием сменной панели 87Л-01/21. Напряжение питания усилителя Е_к = 12 В пода- ётся с зажимов источника ГН2 стенда.

3. При настройке схемы, если автоколебания не возникают, то необходимо проверить выполнение условия баланса фаз, т.е. поменять местами выводы индуктивности L2.

20

Рис. 11. Схема LC – генератора синусоидальных

колебаний:

VT1 – МП40-42; R1 = 51 кОм; R2 = 10 кОм; R3 = 100 Ом;

R4 = 22 кОм; С1 =0,01 мкФ, С2 = 100 и 510 пФ, 1 и 10 нФ;

С3 = С4 = 0,022 мкФ; С5 = 100 пФ; Е_к = 12 В

Указания к выполнению работы

1. Схему LC – генератора можно представить структурной схемой (рис. 12), состоящей из усилителя с коэффициентом усиления и цепи обратной связи с коэффициентом переда- чи , которые в общем случае являются комплексными ве- личинами.

Рис. 12. Структурная схема автогенератора

 Входное и выходное напряжения определяются выражениями:

9

1,6 кОм; конденсаторы: С1 = С2 ёмкостью 20 и 50 мкФ.

4. Постоянные напряжения в схеме измеряют прибором АВМ1.

5. При выполнении п.2 программы источник переменного напряжения подключить к клеммам 1 и 3 от зажимов стенда

« ~15 В », а к клемме 2 - от зажима «Общ.».

6. Для выполнения п. 3 программы работы необходимо установить на стенде сменную панель 87Л-01/09, со схемой мостового выпрямителя (рис. 6).

Рис. 6. Схема для исследования мостового выпрямителя

6.1. Переменное напряжение подключить к клемме 1 от одного из крайних зажимов источника питания стенда « ~15 В », а к клемме 2 - от зажима «Общ.».

Лабораторная работа № 2