Задание

Измерить с помощью осциллографа длительность выходного импульса напряжения таймера в ждущем режиме и сравнить её с расчётным значением.

Снять с помощью осциллографа временные диаграммы работы таймера в автоколебательном режиме, определить длительности импульса и паузы, сравнить их с расчётными значениями.

Порядок выполнения эксперимента

• Соберите цепь таймера в ждущем режиме согласно монтажной схеме (рис. 3.14.4). В этой схеме объединены собственно схема включения таймера (рис. 3.14.1) и схема запуска (рис. 3.14.2). На входе установите прямоугольный однополярный сигнал максимальной амплитуды, частотой, например 500 Гц.

• Включите блок генератора напряжений и настройте осциллограф.

• Изменяя частоту вверх и вниз от начального значения, проследите, изменяется ли длительность импульса. Определите максимально возможную частоту следования импульсов в данной схеме. Объясните, чем она ограничивается.

• При одном из значений частоты входного напряжения перерисуйте осциллограммы на рис. 3.14.6, укажите масштабы и определите длительность импульса.

• Замените резистор R_t одним из ближайших номинальных значений и уясните, как он влияет на длительность импульса. Проделайте то же самое с конденсаторомС_t.

Рис. 3.14.4

• Соберите цепь таймера в автоколебательном режиме (рис. 3.14.3 и 3.14.5).

• Включите питание, настройте осциллограф и перерисуйте осциллограммы на рис. 3.14.7. укажите масштабы и определите длительности импульса (t_и), паузы (t_п) и коэффициент заполнения ().

• Замените резистор R_t одним из ближайших номинальных значений и уясните, как он влияет на длительность импульса и паузы. Проделайте то же самое с резисторомR₁ и конденсаторомС_t.

Рис. 3.14.5

Рис. 3.14.6

Рис. 3.14.7

4. Cтабилизаторы и вторичные источники питания

   1. Исследование однополупериодной и мостовой схем выпрямления Общие сведения

В цепи с полупроводниковым диодом (рис. 4.1.1) установившийся ток может протекать только при определенной полярности приложенного к диоду напряжения. При изменении полярности напряжения диод запирается и ток прекращается. В результате при синусоидальном приложенном напряжении u_вхв нагрузке протекает пульсирующий ток одного направления. Такую же форму имеет и выпрямленное напряжение на нагрузкеu_d. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения применяются сглаживающие фильтры. Простейшим фильтром является конденсатор, подключенный параллельно нагрузке. Тогда при открытом состоянии диода конденсатор заряжается, а при закрытом – разряжается на нагрузку. Ток и напряжение на нагрузке становятся непрерывными, пульсации уменьшаются, и увеличивается среднее значение напряжения на нагрузке. Криваяu_d(t)для этого случая показана на рис.4.1.1 пунктиром.

Рис.4.1.1

При исследовании выпрямителей применяются следующие обозначения:

• u_вх,U_вхU_вхmax— мгновенное, действующее и амплитудное значения синусоидального входного напряжения;

• u_d, U_d, U_dmax, U_dmin — мгновенное, среднее, максимальное, минимальное значения выходного (выпрямленного) напряжения;

• U_max~ - амплитуда переменной составляющая выпрямленного напряжения, которая в первом приближении может быть определена их графика (рис.15.1):

;

• f_п — частота пульсаций выходного напряжения;

• m = f_пульс /f_вх — число пульсаций выпрямленного напряжения за один период напряжения питания;

• — коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения.

В однополупериодном выпрямителе без фильтра:

Двухполупериодный мостовой выпрямитель состоит из четырёх диодов, (рис. 4.1.2). При положительном полупериоде входного напряжения диоды Д2 и Д4 открыты и через них течёт ток в нагрузку. Диоды Д1 и Д3 в этот момент закрыты. При отрицательном полупериоде диоды Д2 и Д4 закрываются, но открываются диоды Д1 и Д3 пропуская ток в нагрузку в том же направлении. По сравнению с однополупериодным выпрямителем в двухполупериодном в два раза увеличивается постоянная составляющая выпрямленного напряжения и в два раза увеличивается частота пульсации, что облегчает задачу сглаживания пульсаций фильтрами.

Рис.15.2

В двухполупериодном выпрямителе без фильтра: