Лабораторная работа 9

Исследование умножителей напряжения.

1. Цель работы: Изучение принципа действия умножителей напряжения и сравнение характеристик параллельной и последовательной схемы умножителей.

2. Приборы и оборудование: программа Electronics Workbench.

3. Схема.

4. Теоретические сведения:

1.Параллельный удвоитель напряжения (рис.1,а)

Схема представляет собой два однополупериодных выпрямителя, подключенных к одной вторичной обмотке трансформатора.

В один из полупериодов входного напряжения, когда точка «а» имеет положительный потенциал, точка «в» имеет отрицательный потенциал, диод VD1 открыт, диод VD2 закрыт. С1 через открытый диод VD1 заряжается до амплитудного значения напряжения U2. В следующий полупериод входного напряжения, когда в точке «в» положительный потенциал, в точке «а» отрицательный потенциал, диод VD1 закрыт, диод VD2 открыт. Теперь заряжается конденсатор С2 до амплитудного значения U2. Конденсаторы С1 и С2 по отношению к выходным зажимам соединены последовательно, полярность напряжения на конденсаторах такова, что выходное напряжение устройства практически равно удвоенному амплитудному значению напряжения вторичной обмотки трансформатора, если постоянная времени разрядки раз.=CRн>>Т/2, где С1=С2=С. В противном случае конденсаторы будут разряжаться в следующие за их зарядкой полупериоды и значение выходного напряжения будет меньше 2U2.

2.Последовательный удвоитель напряжения (рис.1б).

Когда потенциал точки «в» положительный, а точки «а» отрицательный, диод VD1 открыт, диод VD2 закрыт. В этот момент С1 заряжается через диод VD1 до амплитудного значения напряжения U2. В следующий полупериод диод VD1 закрыт, диод VD2 открыт. С2 при этом начинает заряжаться через диод VD2 до напряжения, равного сумме напряжения вторичной обмотки трансформатора U2 и напряжения ранее заряженного конденсатора С1. Следовательно, напряжение на нагрузке Rн будет равно удвоенному значению напряжения U2.

5. Порядок выполнения работы.

5.1. Ознакомиться с программой.

5.2. Составить схему параллельного удвоителя напряжения (рис. 1а).

5.3. Установить параметры схемы, указанные на рис.1.

5.4. Подключить к выходу умножителя осциллограф и проследить за изменением выходного сигнала при изменении величины сопротивления нагрузки Rн и величины емкостей конденсаторов С1 и С2.

5.5. Проделать пункты 2, 3, 4 для последовательного умножителя напряжения (рис. 1б).

5.6. Сравнить полученные результаты.

5.7. Изменяя значение емкостей умножителя, измерить напряжение на нагрузке Uн и амплитуду пульсации U 1m.

5.8. Вычислить коэффициент пульсации: Кп=U 1m/ Uн.

5.9. Заполнить таблицу 1.

5.10. Сделать выводы о проделанной работе.

5.11. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 1.

	Параллельный умножитель					Последовательный умножитель
С1=С2, мкФ	20	50	100	150	200	20	50	100	150	200
Uн, В
U 1m, B
Кп

Контрольные вопросы:

1.Какие устройства называются умножителями напряжения и их назначение?

2.Назначение элементов схем умножителей?

3.Преимущество и недостатки различных схем умножителей?

4.Как зависит коэффициент пульсации от емкостей и выходное напряжение от сопротивления нагрузки в схеме?

Лабораторная работа 10.

Исследование RC- генератора.

1. Цель работы: изучение принципа работы RC генератора и определение основных технических показателей электронного генератора синусоидальных колебаний.

2. Приборы и оборудование: программа Electronics Workbench.

Общие сведения.

RC-генераторы предназначены для получения гармонических колебаний в диапазонах звуковой и ультразвуковой частот, где они обладают существенными преимуществами перед LC-генераторами, т.к. на низких частотах элементы колебательного контура получаются громоздкими и нестабильными.

RC-генератор состоит из усилителя звуковой частоты с коэффициентом усиления К и фазовым сдвигом ус и цепи положительной обратной связи с коэффициентом передачи  и фазовым сдвигом ос. Схема усилителя, как и схема -цепи, может быть любой, но неизменным остается общее требование, выполнение которого позволяет получить синусоидальный выходной сигнал: генерация должна возникать и поддерживаться на одной-единствен- ной частоте, для которой выполняются условия самовозбуждения К=1 (условие баланса амплитуд) и ус+ос=2 (условие баланса фаз). Особенно широко распространены RC-генераторы с мостом Вина.

В данной работе исследуется именно такая схема. Существует единственная частота, на которой выполняются условия самовозбуждения. Эта частота определяется по формуле

=1/(2С1С2R1R2).

Однако R2 подключен параллельно со входным сопротивлением усилителя Rвх, поэтому =1/(2С1С2R1(R2Rвх/(R2+Rвх)).

В реальных схемах R1=R2=R и С1=С2=С, то 0=1/2RC, 0=1/3.