- •Издательство мэи
- •Лабораторная работа № 1 изучение одиночных усилительных каскадов переменного тока на средних частотах
- •Краткое описание усилительных каскадов
- •Для каскада оЭсоответственно получим
- •Полное входное сопротивление каскада
- •Амплитудная характеристика каскада
- •Задание
- •Лабораторная работа № 2 амплитудно-частотная характеристика и искажения прямоугольного импульса одиночным усилительным каскадом
- •Амплитудно-частотная характеристика каскада
- •Искажение прямоугольного импульса усилителем
- •Задание
- •Лабораторная работа № 3 бестрансформаторные усилители мощности
- •Усилитель мощности класса в
- •Усилитель мощности класса а
- •Нелинейные искажения ум
- •Усилительные свойства каскада
- •Описание установки
- •Задание
- •Лабораторная работа № 4 дифференциальный каскад
- •Усилительные свойства
- •Амплитудная характеристика каскада
- •Разбаланс и температурный дрейф каскада
- •Описание стенда
- •Задание
- •Операционные усилители
- •Основные параметры и структура операционного усилителя
- •Дифференциальные каскады
- •Методические указания
- •Задание
- •Лабораторная работа № 6 усилители с частотно-независимой обратной связью
- •Общая характеристика цепей обратных связей
- •Характеристики исследуемого усилителя без ос
- •Усилитель с частотно-независимой ос
- •Методика измерении и лабораторный стенд
- •Задание
- •Задания, выполняемые по указанию преподавателя
- •Лабораторная работа № 7 усилители с частотно-зависимой обратной связью (активные фильтры)
- •Полосовые фильтры
- •После преобразований получаем
- •Задание
- •Библиографический список
- •Лабораторная работа № 8 стабилизаторы постоянного напряжения
- •Основные параметры стабилизаторов напряжения
- •Параметрический стабилизатор напряжения
- •Однокаскадные стабилизаторы
- •Многокаскадные стабилизаторы
- •Рекомендации по проведению измерений
- •Задание по изучению стабилизатора постоянного напряжения
- •Лабораторная работа № 9 Работа стабилизатора постоянного напряжения от сети переменного тока
- •Выпрямитель. Работа на активно-емкостную нагрузку
- •Выпрямитель со стабилизатором постоянного напряжения
- •Задание по изучению выпрямителя
- •Содержание
- •Учебное издание
Многокаскадные стабилизаторы
А
Рис.8.6.
Схема двухкаскадного стабилизатора
Рис.8.7.
Схема стабилизатора с использованием
операционного усилителя
Широкое распространение получила схема двухкаскадного СН (рис.8.6). Часто при построении СН используются операционные усилители (рис.8.7). По принципу работы эти схемы, практически, не отличаются от однокаскадных стабилизаторов. Обе схемы являются стабилизаторами последовательного типа, и транзистор VT1 является регулирующим элементом, через который проходит ток нагрузки. Транзистор VT2 (рис. 8.6), транзистор VT2 и ОУ DA1 (рис. 8.7) являются усилительными элементами в цепи обратной связи.
Предлагается читателям самим разобраться в работе таких СН. Важно найти контур обратной связи, проследить прохождение фазы сигнала возмущения DU2 и убедиться, что обратная связь является отрицательной. Используя соотношение (8.1), можно определить rВЫХ, а затем в соответствии со схемой замещения (рис. 8.2) – параметры KНU, KНI. Для определения U2 необходимо оценить какая часть выходного напряжения сравнивается с напряжением опоры UОП.
Широкое распространение получили СН твердотельного исполнения. На рис. 8.8 представлена полная электрическая схема стабилизатора типа К142ЕН1 и схема его включения, учитывающая внешние навесные элементы. На рис. 8.9 дана упрощенная схема включения того же стабилизатора. Стабилизатор является двухкаскадным, последовательного типа. Регулирующий элемент выполнен по схеме Дарлингтона на транзисторах VТ3, VТ4. Схема работает следующим образом: напряжение на нагрузке (либо часть его с помощью делителя R5–R6) сравнивается с напряжением опоры UОП и их разность управляет дифференциальным каскадом, выполненном на транзисторах VТ6, VТ7.
Рис. 8.8 Подробная схема интегрального стабилизатора напряжения на основе К142ЕН1
|
Нагрузкой каскада является входное сопротивление регулирующего элемента (VТ3, VТ4). При этом, например, увеличение напряжения в нагрузке приводит к увеличению тока транзистора VT7 и тем самым уменьшает ток регулирующего элемента.
Это снижает выходное напряжение, т.е. приводит к его стабилизации.
На
полевом транзисторе VT1
(использован ПТУП) выполнен генератор
стабилизированного тока, протекающего
в стабили-трон VД1.
Тем самым обеспечивается весьма малое
влияние нестабиль-ности входного
напряжения U1
на напряжение стабилитрона VД1
и тем самым – на напряжение UОП.
Диод VД2
обеспечивает повышенную температурную
с
Рис. 8.9. Упрощенное
(условное) изображение интегрального
стабилизатора напряжения на основе
К142ЕН1
Для предотвращения выхода из строя регулирующего элемента при коротком замыкании в нагрузке введена электронная защита – ограничитель тока на транзисторе VT9. Он ограничивает выходной ток стабилизатора на заданном уровне. При нормальном токе нагрузки транзистор VT9 закрыт. Повышение выходного тока выше определенного уровня приводит к увеличению падения напряжения на резисторе R так, что UR ³ 0,6 В, открыванию VT9 и шунтированию им эмиттерно-базовых переходов регулирующего составного транзистора. Это препятствует увеличению тока транзисторов VT3, VT4 и, таким образом, ограничивает ток нагрузки. Необходимо обратить внимание, что резистор R является внешним (навесным) элементом и выбирается в данном типе СН самим потребителем.
Внешний регулируемый делитель напряжения R5 – R6 введен в цепь управления дифференциального каскада VT6, VT7 и позволяет сравнивать с напряжением UОП только часть напряжения нагрузки. Этим осуществляется регулировка выходного напряжения стабилизатора.
Транзистор VT8 работает в режиме ключа. При подаче на вход 9 схемы высокого уровня напряжения (U = 2UБЭ) VT8 открывается и закрывает стабилизатор (IН = 0). Навесные конденсаторы C1 и С3 введены для повышения устойчивости (недопущения возникновения генерации) стабилизатора на высоких частотах. В ряде случаев к выходным клеммам стабилизатора подключают конденсатор C2 емкостью несколько микрофарад. Он также повышает устойчивость стабилизатора на высоких частотах, а также улучшает параметр KНI .
Выходное сопротивление стабилизатораможно оценить по формуле (8.1). В данном случае
rВХ управл = (R5 + rВХ VT7),
KI S = b7 (b3+1) (b4+1),
rВЫХ = (R5 + rВХ VT7) / (b7 (b3+1) (b4+1) +1).