Опрацювання результатів вимірювань

1. Згідно з результатами вимірювань в схемі рис. 8.6 за законом Ома обчислити зворотний опір діодів:

2. Обчислити за результатами вимірювань в схемах рис. 8.6 - 8.9 опір R_сп та потужність Р_сп споживача, коефіцієнт пульсацій К_n , струм діода I_д та зворотну напругу U_зв на діодах випрямлячів:

Висновки по роботі

1. Порівняти різні схеми випрямлячів за величиною коефіцієнта пульсацій К_п і зворотною напругою на діодах при активному і ємнісному навантаженнях.

2. Порівняти різні схеми випрямлячів за частотою пульсацій.

Контрольні запитання

1. Пояснити вентильні властивості напівпровідникових діодів.

2. Як розподіляється напруга U₂ між діодом і навантаженям однопівперіодного однофазного випрямляча в додатний і від”ємний півперіоди?

3. Пояснити роботу і шляхи протікання струмів в кожному з досліджуваних випрямлячів.

4. Як впливає на роботу випрямляча ємнісне навантаження?

5. Нарисувати форму напруги в різних точках досліджуваних випрямлячів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 14

Електронний осцилограф

Мета роботи: вивчення будови і принципу дії електронного осцилографа, візуальне спостереження і вимірювання параметрів електричних сигналів .

Загальні відомості

Е лектронні осцилографи (ЕО) призначені для візуального спостереження, вимірювання параметрів і реєстрації електричних сигналів, вимірювання напруги, частоти, зсуву фаз, проміжків часу.

Рис . 14.1.Структурна схема електронного осцилографа

Основними вузлами ЕО (рис.14.1) являються: електронно-променева трубка ЕПТ , дільник напруги ДН, плавний регулятор підсилення ПРП, підсилювачі вертикального ПВВ і горизонтального ПГВ відхилення, генератор розгортки ГР, блок синхронізації БС, калібратори амплітуди КА і часу КЧ, підсилювач каналу яскравості ПІДС.

Електронно - променева трубка являється електронно-вакуумним приладом , в якому витікаючі з катоду електрони формуються в електронний промінь, який відхиляється під дією електричних полів горизонтально- і вертикально- відхиляючих пластин і створює на екрані, вкритому люмінофором, візуальне зображення .

Сигнал Uy, призначений для спостерігання, подають на вхід У. Цей сигнал проходить через дільник ДН, плавний регулятор підсилення ПРП, підсилюється підсилювачем вертикального відхилення ПВВ і подається на вертикально-відхиляючі пластини ЕПТ. Під дією сигналу Uy електронний промінь відхиляється вверх – при додатних значеннях досліджуваного сигналу Uy, або вниз – при його від’ємних значеннях . Миттєві значення відхилення пропорційні миттєвим значенням сигналу Uy. Розмах відхилення і вертикальний розмір зображення на екрані ЕПТ регулюють дільником ДН і плавним регулятором підсилення ПРП .

_{Генератор розгортки ГР формує лінійно-зростаючу напругу} Uх, яка підсилюється підсилювачем горизонтального відхилення ПГВ і подається на горизонтально-відхиляючі пластини ЕПТ .

Електронний промінь переміщується по екрану ЕПТ під сумісною дією вертикально- і горизонтально- відхиляючих пластин, як показано на рис.14.2. В момент часу t=0 відхилення по вертикалі нема – U_y(0)=0, відхилення по горизонталі має амплітудне значення зі знаком “–”, і електронний промінь попадає в крайню, розміщену зліва, точку О. В момент t₁ відхилення по вертикалі має максимальне значення, вверх; по горизонталі – на половину амплітуди вліво - одержуємо точку 1. В момент t₂ відхилення відсутнє в обох напрямках – точка 2 в центрі екрану, і т.д. Якщо періоди напруг U_x і U_y однакові, то в слідуючий період траекторія руху електронного променя повториться, і на екрані ЕПТ відображається закон зміни напруги U_y(t) на протязі одного періоду. Якщо період розгортки збільшити вдвічі, на екрані ЕПТ буде зображення U_y(t) на протязі двох періодів.

Рис14.2 Принцип одержання візуального зображення

Генератор розгортки ГР може працювати в ждучому або автоколивальному режимах. Він має 8 основних діапазонів з фіксованими тривалостями від 0,1мкс/см до 1с/см.Тривалість кожного діапазону може змінюватись ступенями в 0,25, 0,5, 1, 2, 5 раз. Плавне регулювання розгортки забезпечує перекривання всіх діапазонів. Для коректування тривалості розгортки осцилограф має каібратор часу – кварцовий генератор з частотою 100кГц.

Блок синхронізації БС призначено для додержання кратності періоду розгортки T_x періоду T_y сигналу U_y: T_x=nT_y – завдяки БС кожен період розгортки починається при певному миттєвому значенні сигналу U_y. При порушенні синхронізації в кожен період розгортки на екрані відображається нова лінія, зображення весь час змінюється, його важко сприймати.

Синхронізація може бути внутрішня – від сигналу U_y, або зовнішня – від сигналу, який подається на вхід Х. Зовнішню синхронізацію використовують для вимірювання зсуву початкових фаз. Якщо, наприклад, на екрані осцилографа спостерігати трифазні напруги, то в режимі внутрішньої синхронізації всі три напруги дадуть однакові зображення. В режимі зовнішньої синхронізації генератор ГР синхронізують напругою однієї з фаз, наприклад, U_A. Цю напругу подають через вхід Х до блоку синхронізації БС. При цьому робота ГР не залежить від сигналу U_y, і осцилограми напруг при їх послідовному спостеріганні будуть мати різні початкові фази, вони будуть зміщені вздовж горизонтальної осі Х.

Робоча частина екрану має 40мм по вертикалі і 90мм по горизонталі. Підсилювач вертикального відхилення ПВВ забезпечує відтворення без спотворення імпульсних сигналів не менше 40мм, а синусоїдних не менше 80мм по вертикалі. Вхідний 9-ступеневий дільник напруги ДН з плавним регулятором підсилення ПРП забезпечують вимірювання миттєвих значень напруги з чутливістю від 0.01В/см до 50В/см. Для калібрування чутливості каналу У є калібратор амплітуди КА, він являється генератором симетричних прямокутних імпульсів. При подачі сигналу калібратора амплітуд на вхід У на екрані спостерігаються дві горизонтальні лінії, відстань між якими і чутливість каналу У регулюються плавним регулятором підсилення ПРП. При спостеріганні осцилограми напруги U_y(t) значення напруги U(t) пропорційне значенню відстані y(t) від будь-якої точки осцилограми до осьової лінії і чутливості S_y: U(t) = S_y.y(t).

Вхід Z і підсилювач сигналів яскравості ПІДС призначені для модуляції зображення за яскравістю і спостерігання осцилограми у вигляді пунктирної лінії при подаванні на вхід Z синусоїдної напруги від 1В до 30В з частотою від 20Гц до 5МГц або імпульсів з тривалістю не менше 0,2мкс. Ці імпульси подаються на модулятор ЕПТ і перетворюють осциллограму в пунктирну лінію – від’ємний імпульс КЧ перериває на час своєї дії електронний промінь ЕПТ і на осцилограмі спостерігається темний проміжок. Якщо на певній ділянці осцилограми вміщується N темних і світлих проміжків, то протяжність цього проміжку визначається як N півперіодів сигналу на вході Z.