практикум по Электронике и МПТ 2 курс

- диодный мост (возможно использование вместо диодного моста четырех диодов);

-магазин сопротивлений;

-конденсаторы емкостью 15 мкФ –2 шт. (номиналы емкостей могут отличаться);

-низкочастотный дроссель с индуктивностью 0,002 Гн. (номинал может отличаться).

-стабилитрон полупроводниковый;

-транзистор;

-резисторы, выбираемые по результатам расчета.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Во время выполнения лабораторной работы необходимо помнить:

При сборке электрической схемы избегать пересечения

проводов;

Пайку контактов, сборку и разборку, внесение изменений в электрическую схему необходимо производить только при отключенном источнике питания и (или) генераторе сигнала.

Источник электропитания подключается к собранной электрической цепи в последнюю очередь. Собранную цепь можно включать только после проверки и с разрешения преподавателя.

Запрещается оставлять не выключенные приборы и устройства без надзора и допускать к ним посторонних лиц.

После проведения необходимых измерений необходимо отключить исследуемую схему от источника питания и (или) генераторе сигнала.

ВНИМАНИЕ! Для подачи в схему входного сигнала от генератора сигналов и измерения напряжения в точках схемы с помощью осциллографа используются коаксиальные кабели, которые имеют два вывода. Один вывод – информационный, другой «земля». Для определения этих выводов, необходимо настроить осциллограф на I-й или II-й канал и установить луч посередине экрана, подключить измерительный кабель к осциллографу. Взяться пальцами за один из контактов. Если на экране появится размытое

41

изображение – это информационный вывод, если четкая прямая линия – «земля». Эту же операцию повторить и для второго коаксиального кабеля.

5. ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

5.1. Собрать мостовое выпрямительное устройство со сглаживающим П – образным фильтром низких частот (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Двухполупериодная мостовая схема со сглаживающим ФНЧ

Примерные значения номиналов Cф = 15 мкФ; Lф = 0,002 Гн.

Подключить схему к генератору звуковых частот, установить заданную преподавателем частоту сигнала. Плавно изменяя амплитуду выходного напряжения генератора выставить на выходе сглаживающего фильтра постоянную составляющую выходного напряжения Uвых порядка 15 – 17 В. Далее работу выполнять, не

изменяя это напряжение.

5.2. Рассчитать параметры параметрического стабилизатора напряжения рис. 2.6, который подключается к выходу сглаживающего П – образного фильтра (рис. 2.5).

При этом необходимо выполнение следующих условий: стабилизатор должен нормально работать на холостом

42

стабилизатор должен обеспечивать стабилизацию при максимальной нагрузке.

Рис. 2.6. Параметрический стабилизатор напряжения

Для расчета параметрического стабилизатора электрического напряжения (рис. 2.6) необходимо по справочнику для исследуемого стабилитрона найти значение UCT ном , и диапазон изменения токов

IСТ min IСТ max (рис. 2.7 (кривая 1)).

Рис.2.7. Вольтамперная характеристика стабилитрона:

1 – идеальная характеристика; 2 – реальная характеристика стабилитрона

Далее рассчитываем номинал балластного сопротивления R1. Его выбирают из условий:

при холостом ходе стабилизатора его ток не превышал IСТ max ( IСТ max задан в технических условиях на стабилитрон);

43

5.3. Собрать параметрический стабилизатор (рис. 2.6) и

подключить его к выходу сглаживающего фильтра (рис. 2.5) выпрямительного устройства.

5.4. Для исследуемого реального стабилитрона определить

где UСТ 20 – напряжение стабилизации стабилитрона при 20% от максимального значения тока IСТ max ; IСТ 20 – ток при 20% от

максимального значения стабилизации, определяемый по формуле

(2.8)

45

5.7. Определить коэффициент пульсации К П вых VD

напряжения стабилизации UCT .

Коэффициент пульсации напряжения определяется из уравнения:

стабилизации на стабилитроне.

5.8. Определить коэффициент сглаживания параметрического стабилизатора напряжения. Зарисовать осциллограмму переменной составляющей напряжения на выходе стабилитрона VD.

Коэффициент сглаживания равен отношению коэффициентов пульсаций на выходе сглаживающего фильтра и выходе стабилитрона

сглаживающего П – образного фильтра (рис. 2.5).

Минимальное сопротивление нагрузки оценивается исходя из

46

из формулы (2.14) следует, что

уменьшается.

5.10. Опытным путем определить, при каких значениях сопротивления нагрузки выходное напряжение стабилизировано.

Для этого необходимо вместо магазина сопротивлений, который выполняет функцию резистора R1 (рис. 2.6) подобрать и впаять постоянный резистор, номиналом, находящимся в пределах R1 R1, рассчитанных в п. 4.2. А магазин сопротивлений подключить в качестве Rн параллельно стабилитрону (рис. 2.6).

Изменяя значения сопротивления нагрузки Rн снять зависимость UСТ f Rн , заполнить таблицу 2.1, и построить

график этой зависимости.

Табл. 2.1

Сделать вывод, при каких значениях сопротивлений нагрузки Rн выходное напряжение стабилизировано.

47

5.11. Опытным путем определить, при каких значениях входного переменного напряжения, поступающего от генератора звуковых частот, выходное напряжение стабилизировано.

Опыт проводить при холостом ходе стабилизатора. Изменяя амплитуду входного переменного напряжения необходимо определить минимальное и максимальное его значение, при котором выходное напряжение стабилизировано.

Uвх

UСТ

где Uвх – входное переменное напряжение, подаваемое с генератора

звуковых частот;

UСТ – измеренная постоянная составляющая напряжения на

стабилитроне VD.

По графику определить границы изменения входного переменного напряжения Uвх , при котором выходное напряжение

стабилизировано, сделать вывод.

Отпаять схему параметрического стабилизатора.

5.12. Выполнить п 5.1, выставив на выходе сглаживающего П – образного фильтры постоянную составляющую выходного напряжения Uвых порядка 15 В - 17 В.

5.13. Рассчитать параметры электронного стабилизатора напряжения рис. 2.8, который подключается к выходу сглаживающего П – образного фильтра.

Рассчитать балластное R1.

Для этого по справочнику определить проводимость выданного для экспериментальных исследований транзистора, и правильно выбрать одну из предлагаемых для исследований схему (рис. 2.8, а или рис. 2.8 б).

48

5.15. Опытным путем определить, при каких значениях сопротивления нагрузки выходное напряжение стабилизировано.

Табл. 2.3

Rн

UСТ

где UСТ – измеренная постоянная составляющая напряжения на стабилитроне.

Определить по графику, при каких значениях сопротивления нагрузки выходное напряжение стабилизатора стабилизировано, сделать вывод.

изменении нагрузки Rн .

5.17. Опытным путем определить, при каких значениях входного переменного напряжения, поступающего от генератора звуковых частот, выходное напряжение стабилизировано.

Опыт проводить при сопротивлении нагрузки Rн , при котором

выходное напряжение стабилизировано (на магазине сопротивлений выставить сопротивление нагрузки полученное при выполнении п. 5.15). Изменяя амплитуду входного напряжения U вх снять

50