3.1.6 Диодные формирователи

В диодных формирователях выходное напряжение представляет собой сумму входного напряжения и некоторой постоянной составляющей. Положительный диодный формирователь добавляет положительную составляющую, отрицательный - составляющую другого знака. Положительный и отрицательный формирователи показаны на рисунках 3.9 и 3.10 соответственно. В формирователе на рисунке 3.9 на первой отрицательной полуволне входного напряжения через диод проходит ток. Конденсатор зарядится при этом до напряжения U - 0.7 В, которое меньше амплитуды входного напряжения U на величину прямого падения напряжения на диоде. На положительной полуволне входного напряжения диод заперт. За время, равное периоду, конденсатор разряжается очень мало и снова подзаряжается на отрицательной полуволне. В результате на конденсаторе появится постоянная составляющая. Она вместе с переменной составляющей и составит выходное напряжение. Для такой работы формирователя необходимо, чтобы постоянная времени RC-цепи (τ = R1·C!) значительно превышала период входного сигнала.

Рисунок 3.9 — Положительный диодный формирователь

Рисунок 3.10 —Отрицательный диодный формирователь

3.2 Порядок проведения экспериментов

3.2.1 Собрать схему (рисунок 3.11). В схему включены: источник постоянного напряжения, резистор 300 Ом, индикаторный амперметр, мультиметр и стабилитрон 1N4733. В зависимости от требований отдельных пунктов лабораторной работы студент должен уметь самостоятельно изменять и дополнять собранные схемы.

Рисунок 3.11 — Стабилизатор напряжения

3.2.2 Измерение напряжения и тока через стабилитрон.

Включите схему. Измерьте значение напряжения Uст на стабилитроне при значениях ЭДС источника, приведенных в таблице 3.1. Измерьте ток Iст стабилитрона для каждого значения напряжения Ucт Результаты измерений занесите в таблицу 3.1. По данным таблицы 3.1 постройте вольтамперную характеристику стабилитрона (ВАХ). Измерьте наклон ВАХ в области стабилизации напряжения и оцените дифференциальное сопротивление стабилитрона в этой области.

Таблица 3.1 — Измерение напряжения и тока через стабилитрон

E, В	0	2	4	6	10	15	20	25	30
Uст, В
Iст, мА

3.2.3 Получение нагрузочной характеристики параметрического стабилизатора.

А) Установите значение ЭДС источника напряжения равным 20 в. Подключите резистор Rн_=75 Ом параллельно стабилитрону. Включите схему. Запишите значение напряжения Uст на стабилитроне в таблицу 3.2. Определите ток I1 через резистор R1, включенный последовательно с источником, ток Iн через резистор Rн, и ток стабилитрона Iст. Результаты запишите в таблицу 3.1.

б) Повторите пункт а) при коротком замыкании и при сопротивлениях резистора Rн 100 Ом, 300 Ом, 600 Ом, 1 кОм. Результаты занесите в таблицу 3.2

Таблица 3.2 Нагрузочная характеристика параметрического стабилизатора

Rн, Ом	Uст, В	I1, мА	Iн, мА	Iст, мА
75
100
200
300
600
1000

3.2.4 Однополупериодный выпрямитель

Собрать схему однополупериодного выпрямителя в соответствии с рисунком 3.12. Снять осциллограммы входного (на входе диода) и выходного сигналов в одном масштабе. Измерить пиковые значения этих сигналов (Uпик1 и Uпик2). Объяснить, почему Uпик1>Uпик2. Полученные данные занести в таблицу 3.3.

Рисунок 3.12 — Исследование однополупериодного выпрямителя

3.2.5 Двухполупериодный мостовой выпрямитель

а) Собрать схему двухполупериодного выпрямителя в соответствии с рисунком 3.13. Снять осциллограмму выходного сигнала. Измерить пиковое значение этого сигнала (Uпик). Пояснить происхождение плоских участков около нуля вольт и замерить их длительность (τ). Полученные данные занести в таблицу 3.3.

б) Подключить к выходу выпрямителя фильтрующий конденсатор ёмкостью 15 мкФ. Наблюдать форму выходного напряжения на осциллографе. Рассчитать амплитуду пульсаций, а потом измерить её. Подключить к выходу выпрямителя конденсатор ёмкостью 500 мкФ. Произвести новый расчёт амплитуды пульсаций и убедиться, что измеренные пульсации соответствуют рассчитанным. Расчётные и экспериментальные значения амплитуд пульсаций (Aп1, Aп2) занести в таблицу 3.3.

Рисунок 3.12 — Мостовой выпрямитель

Таблица 3.3 — Исследование диодных схем

Измеряемая величина	Uпик1, В	Uпик2, В	Uпик, В	τ, мс	Aп1, В	Aп2, В	Uогр.1, В	Uогр.2, В
Расчётное значение
Экспериментальное значение

3.2.6 Диодный ограничитель

Собрать схему диодного ограничителя в соответствии с рисунком 3.13. Подать на его вход синусоидальные колебания амплитудой 10 В и снять осциллограммы входного и выходного сигналов. Занести значение ограничения (Uогр.1) напряжения в таблицу 3.3.

3.13 — Диодный ограничитель

3.2.7 Двусторонний диодный ограничитель

Собрать схему двустороннего диодного ограничителя в соответствии с рисунком 3.14. Подать на его вход синусоидальные колебания амплитудой 10 В и снять осциллограммы входного и выходного сигналов в одном масштабе. Занести расчётное и экспериментальное значение ограничения (Uогр.2) напряжения в таблицу 3.3.

Рисунок 3.14 — Двусторонний диодный ограничитель

3.2.8 Отчёт должен содержать результаты выполненной лабораторной работы по всем пунктам методического указания, в том числе заполненные таблицы 3.1…3.3 и осциллограммы сигналов по п.п. 3.2.4 … 3.2.7.