Лабораторно-практическая работа №26 Исследование триггера Шмитта
ЦЕЛИ РАБОТЫ
Исследовать работу триггера Шмитта в режиме восстановления формы импульса.
Сделать выводы.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Триггере Шмитта (ТШ) это устройство, работающее в ключеовм режиме. Особеностью ТШ (см. рис. 26.1) является наличие в нем гистерезисного эффекта, который заключается в разности напряжений включения UВКЛ и выключения UВЫКЛ схемы.
Это свойство позволяет использовать ТШ при проектировании целого ряда устройств в качестве порогового устройства, предотвращающего дребезг – самопроизвольное срабатывание устройств, работающих в ключевом режиме. Так, например, при работе электронагревателей, ТШ необходим для задержки переключения силового транзистора, управляющего подачей тока на нагревальный элемент, что позволяет существенно увеличить срок службы устройства при его работе в ключевом режиме. Аналогичную функцию ТШ выполняет при работе автомобильного регулятора напряжения, стабилизирующего напряжение питания бортовой сети автомобиля.
Другим применением ТШ является устройство восстановления формы импульса, необходимое для восстановления формы прямоугольного импульса, искажение которой может произойти, например, вследствие прохождения сигнала по линии электропередач. Осциллограммы входного и выходного сигналов этого устройства показаны на рис. 26.2.
Рис. 26.1 Схема для исследования работы ТШ в режиме восстановителя формы сигнала
Рис. 26.2 Осциллограммы входного и выходного сигналов исследуемого устройства
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Собрать схему для исследования работы ТШ в режиме восстановления формы импульсов (рис. 26.1) и зарисовать осциллограммы напряжений на входе и выходе устройства.
Сделать выводы о возможности применения исследованной схемы.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Схема исследуемого устройства.
Осциллограммы входного и выходного напряжений.
Выводы.
ВЫВОДЫ
Триггер Шмитта представляет собой устройство, работающее в ключевом режиме, обладающее эффектом электрического гистерезиса – различными величинами напряжений включения и выключения схемы.
На основе ТШ могут быть получены такие устроства, как формирователи импульса, импульсные преобразователи мощности, импульсные стабилизаторы напряжения и др.
Лабораторно-практическая работа №27 Исследование транзисторного регулятора мощности
ЦЕЛИ РАБОТЫ
Исследовать работу транзисторного регулятора мощности; измерить и построить управляющую характеристику UН(tИ).
Сделать выводы о возможностях применения исследованного устройства.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Схема транзисторного регулятора мощности показана на рис. 27.1. Здесь напряжение с вторичной обмотки трансформатора поступает на выпрямитель на диодах VD1…VD4, собранный по мостовой схеме выпрямления. Полученное на выходе выпрямителя пульсирующее напряжение поступает на коллектор силового транзистора VT1, работающего в ключевом режиме по схеме с общим эмиттером. Работой силового транзистора управляет генератор прямоугольных импульсов с регулируемым временем длительности импульса при постоянной частоте следования импульсов, то есть, по принципу широтно-импульсного управления. При поступлении на базу транзистора VT1 импульса напряжения он переходит в режим насыщения и все напряжение, приложенное к его коллектору, прикладывается к сопротивлению нагрузки Rn, обеспечивая в ней пульсирующий ток заданной величины. Окончание импульса приводит к запиранию транзистора VT1 и переходу его в состояние отсечки. Таким образом, мощность поступает в наргузку в импульсном режиме, обеспечивая достаточно высокий КПД устройства в целом. На рис. 27.2 приведена осциллограмма напряжения на нагрузке, снятая при длительности импульса, составляющей 60% от периода, то есть, при периоде пульсаций, равном 10 мс (длительность импульса в данном случае составляет tИ = 6 мс).
Транзисторный регулятор мощности относится к классу силовых импульсных устройств и позволяет регулировать электрическую мощность, поступающую в нагрузку при максимально высоком КПД, который достигается ключевым режимом работы силового транзистора.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Собрать схему для исследования работы устройства (рис. 27.1) и проверить ее работу.
Изменяя величину длительности импульса, измерить соответствующие им значения постоянной составляющей напряжения U0; результаты измерений занести в табл. 27.1.
По данным табл. 27.1 построить управляющую характеристику устройства U0(tИ).
Сделать выводы.
Рис. 27.1 Схема для исследования транзисторного регулятора мощности
Табл. 2.1 Результаты измерений управляющей характеристики |
|||||||||
tИ, мс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U0, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 27.2 Осциллограмма напряжения нагрузки при длительности импульса, составляющей 60% от периода.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Схема исследуемого устройства.
Регулирующая характеристика.
Выводы.
ВЫВОДЫ
Импульсный режим работы устройств позволяет добиться максимально возможного КПД при передаче электрической мощности от источника к нагрузке.
Недостатком исследованного устройства является необходимость создания источника импульсов с возможностью регулирования его длительности, что существенно усложняет и удорожает устройство.