4. Контрольные вопросы

1. Построить АЧХ ОУ (4) в линейном масштабе.

2. Чему равно выходное напряжение ОУ без обратной связи, если его входные нап­ряжения равны нулю?

3. В чем отличие отрицательной обратной связи от положительной?

4. Может ли коэффициент усиления инвертирующего усилителя быть меньше 1?

5. Может ли частота среза усилителя, построенного на базе ОУ, быть больше частоты среза самого ОУ f_c или его частоты единичного усиления f₁?

6. Чему равна разность напряжений между входами ОУ в режиме инвертирующего и неинвертирующего усилителя?

7. Рассчитать выходное напряжение и входной ток инвертирующего усилителя (рис. 5), если R₁ = 1 кОм, R₂ = 300 кОм и u₁ = 1 мВ = const.

8. Найти выражение для выходного напряжения дифференциального усилителя (рис. 7) с учетом конечного коэффициента усиления ОУ A_д и его напряжения смещения U₀.

Лабораторная работа № 12 исследование простейших выпрямителей

Цель работы: Знакомство с основными схемами диодных выпрямителей и фильтров, используемых для питания радиоэлектронной аппаратуры.

1. Теоретические сведения

Рис. 1. Структура вторичного

источника электропитания

Выпрямительные устройства (выпрямители) относятся к классу вторичных источников электропитания, для которых первичными источниками являются сети переменного тока. Выпрямители используются для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Выпрямление переменных напряжений до 12 кВ осуществляется с помощью полупроводниковых диодов и тиристоров; более высокие напряжения выпрямляются электроламповыми и плазменными диодами и тиратронами. Для устранения пульсаций напряжения на выходе выпрямителя используют различные фильтры нижних частот (ФНЧ).

Полная структурная схема источника вторичного электропитания приведена на рисунке 1. Трансформатор Т служит для преобразования переменного напряжения сети питания u(t) до нужного уровня u₁(t) и, кроме того, для гальванической развязки источника питания от сети. Выпрямитель В преобразует переменное напряжение u₁(t) в однополярное пульсирующее напряжение u_в(t), уровень пульсаций которого уменьшается с помощью ФНЧ. Полученное напряжение u₂(t) подается на нагрузку R_н.

1.1. Основные параметры выпрямителей

Выпрямленное напряжение u₂(t) принято характеризовать средним значением

(1)

Рис. 2. Напряжение на выходе

выпрямителя

и коэффициентом пульсаций выпрямленного напряжения

,

(2)

где T – период пульсаций, а u = u_max – u_min – уровень пульсаций напряжения u₂ (рис. 2).

Аналогично вводится средний ток нагрузки:

.

Зависимость среднего напряжения от среднего тока нагрузки U_ср = f(I_ср) называется внешней характеристикой выпрямителя (рис. 3). Диапазон допустимых токов нагрузки, в котором может работать выпрямитель, называется рабочим участком внешней характеристики и ограничивается максимальным средним током нагрузки I_max.. Если на рабочем участке внешняя характеристика допускает линеаризацию, то ее аппроксимируют выражением:

.

(3)

Рис. 3. Внешняя характеристика выпрямителя

Рис. 4. Эквивалентная схема выпрямителя

Величину Е называют электродвижущей силой (ЭДС) выпрямителя, а r  его внутренним сопротивлением. Величина Е имеет смысл напряжения холостого хода, а r определяет наклон линеаризованной характеристики к оси абсцисс. На основе уравнения (3) можно построить линейную эквивалентную схему, моделирующую работу выпрямителя на рабочем участке внешней характеристики (рис. 4).