Теоретичні відомості

Компенсаційні стабілізатори напруги. Робота компенса-ційних стабілізаторів напруги базується на порівнянні вихідної напруги стабілізатора з еталонною. На рис.9.1. зображена схема компенсаційного стабілізатора постійної напруги на дискретних напівпровідникових приладах.

Рис.9.1. Схема електрична принципіальна компенсаційного стабілізатора постійної напруги

У цьому стабілізаторі в блок порівняння БП входять параметричний стабілізатор, що складається зі стабілітрона VD та резистора R_б, і резистивний подільник R_1,R_2,R₃. Підсилювачем постійного струму є підсилювач на малопотужному транзисторі VT₂ і резисторі R_к. В якості регулюючого елемента використовується потужний транзистор VT₁. У розглянутому компенсаційному стабілізаторі відбувається безперервне порівняння напруги на навантажувальному резисторі U_н (або частині його) з опорною напругою U_oп, яка створюється за допомогою параметричного стабілізатора.

При збільшенні вхідної напруги стабілізатора або змен-шенні навантажувального струму І_н напруга U_н підвищується, відхиляючись від номінального значення. Частина вихідної напруги U_н, яка становить:

U_н = К_д..U_н, (9.1)

де К_д – коефіцієнт ділення резистивного подільника), яка є сигналом зворотного зв’язку, порівнюється з опорною напругою U_oп, що знімається з параметричного стабілізатора.

Оскільки опорна напруга залишається постійною, то напруга між базою і емітером транзистора VT₂ через збільшення напруги U_н зменшується. Отже, колекторний струм транзистора VT₂ знижується. Це призводить до зменшення напруги між базою і колектором транзистора VT₁, що призводить до збільшення його опору. Внаслідок цього спадання напруги на транзисторі VT₁ зростає, завдяки чому напруга U_н одержує значення, близьке до номінального з певним ступенем точності. За допомогою змінного резистора R₂ здійснюється регулювання напруги U_н.

Коефіцієнт стабілізації визначається за формулою:

(9.2)

де ΔU_вх. – змінення напруги живлення на вході стабілізатора; ΔU_вих. – змінення напруги живлення на виході стабілізатора; U_вх. (Е) – напруга живлення на вході стабілізатора; U_вих. (U_ст) – напруга на виході стабілізатора.

Завдання на лабораторну роботу

1. Переконатися у працездатності стабілізатора.

2. Провести необхідні вимірювання для визначення коефі-цієнта стабілізації, а саме:

а) U_вх та U_вих при незмінному опору резистора навантаженння та різних напругах живлення;

б) U_вх та U_вих при незмінній напругі живлення та різних опарах резисторів навантаження.

3. На підставі даних експериментів визначити коефіцієнт стабілізації.

4. Оцінити коефіцієнт пульсацій.

5. Проаналізувати отримані результати і зробити висновки.

Обладнання робочого місця:

1. Комплект демонстраційного обладнання “17Д-01”.

2. Цифровий мультиметр.

3. З’ємні елементи: V1-V4 – КД103А; R1 = 6,8 кОм; R2 = 2 кОм, R3 = 10 кОм; R4 = 1,5 кОм; R5 = 510 Ом, 1 кОм, 2 кОм;

С1,С2 = 50 мкФ; V5,V6 – КТ315; V7 – КС162А.

4. Джерело живлення “ИсН1”.

5. Вимірювальні прилади:

• АВ1 з шкалою – 50 мА;

• АВ2 з шкалою – 20В.

6. Осцилограф. 7. З’єднувальні провідники.

1

2

Рис. 9.2. Змінна панель 16 – схема електрична принципова компенсаційного стабілізатора напруги

Методичні поради:

1. Ознайомтеся з конструкцією, складом та органами керування комплекту демонстраційного обладнання “17Д-01”.

2. Ознайомтеся принципом роботи вимірювальних приладів та можливостями блоків живлення.

Порядок виконання роботи:

1. Встановити панель 16 (рис. 9.2) і з’ємні елементи на передню частину стенду “17Д-01”, причому спочатку R2.

2. Підключіть джерело живлення “ИсНТ” до клем “1” і “2” (рис. 8.2).

3. Підключити вимірювальні прилади:

• АВІ до клем Х5 та Х6;

• АВ2 до клем “ 3 ” і “ 4 ”.

4. Включити:

• тумблер “ сеть ” комплекту “17Д-01”;

• осцилограф.

5. Виміряти стум і напруги на вході та виході стабілізатора, залежно від режиму його роботи.

6. За допомогою осцилографа візуально спостерігати форму і величину пульсацій на вході та виході стабілізатора.

Експеримент 1. Реакція компенсаційного стабілізатора на зміну вхідної змінної синусоїдальної напруги

1. Встановити на виході блока змінної синусоїдальної напруги 12,5 В. Усі результати вимірювання (відповідно п.5. «Порядок виконання роботи») занести до табл. 9.1.

2. Встановити на виході блока змінної синусоїдальної напруги 10 В. Усі результати вимірювання (відповідно п.5. «Порядок виконання роботи») занести до табл. 9.1.

3. Встановити на виході блока змінної синусоїдальної напруги 15 В. Усі результати вимірювання (відповідно п.5. «Порядок виконання роботи») занести до табл. 9.1.

Таблиця 9.1

Результати вимірювань

Вхідні напруги випрямляча, В	Вхідні напруги стабілізатора на клемах Х1,Х2, В	Вихідні напруги стабілізатора на клемах Х6,Х7, В	Вихідні струми стабілізатора, мА
12,5
15

Експеримент 2. Реакція стабілізатора на зміну опору резистора навантаження

1. Встановити на виході блока змінної синусоїдальної напруги 12,5 В (при R5 = 510 Ом). Усі результати вимірювання (відповідно п.5. «Порядок виконання роботи») занести до табл. 9.2.

2. Встановити на виході блока змінної синусоїдальної напруги 12,5 В (при R5 = 1 кОм). Усі результати вимірювання (відповідно п.5. «Порядок виконання роботи») занести до табл. 9.2.

3. Встановити на виході блока змінної синусоїдальної напруги 12,5 (при R5 = 2 кОм). Усі результати вимірювання (відповідно п.5. «Порядок виконання роботи») занести до табл. 9.2.

Таблиця 9.2

Результати вимірювань

Опір навантаження	Вхідні напруги стабілізатора на клемах Х1,Х2, В	Вихідні напруги стабілізатора на клемах Х3,Х5, В	Вихідні струми стабілізатора, мА
R5 = 510 Ом
R5 = 1 кОм
R5 = 2 кОм

Обробка результатів експериментів:

Обробка результатів експериментів здійснюється відповідно до методичних порад, які містяться в теоретичних відомостях і повинна містити коефіцієнт стабілізації (для двох експериментів), який визначається за формулою:

:

де U_вх і U_вих – різниця відповідних напруг для різних режи-мів роботи стабілізатора.

Звіт роботи повинен містити:

1. Схему стабілізатора напруги та принцип його роботи.

2. Результати експериментів (табл. 9.1 та табл. 9.2)

3. Часові діаграми пульсацій.

4. Дані обробки результатів?

5. Висновки за отриманими результатами експериментів.

Обробка результатів вимірювання

Лабораторна робота №4

Тема роботи: дослідження транзисторного підсилювача.

Ціль роботи: визначити коефіцієнт підсилення одно- та двокаскадного підсилювача. Дослідити амплітудно-частотну характеристику підсилювача.