31288

Дослідження схем активних випрямлячів в пакеті Electronics Workbench

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Робота подібних випрямлячів як правило заснована на тому що при одній полярності вхідна напруга з деяким масштабним коефіцієнтом подається на вихід а при іншій вихідна напруга підтримується рівною нулю однонапівперіодний випрямляч чи інвертованій вхідній напрузі двонапівперіодний випрямляч. Побудувати схеми випрямлячів в пакеті Electronics Workbench для контролю за вихідними параметрами необхідно до виходів випрямлячів підключити вольтметр та осцилограф. Для кожного з побудованих випрямлячів визначити його тип.

Украинкский

2013-08-28

1.11 MB

7 чел.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Тема:  Дослідження  схем активних випрямлячів в пакеті Electronics Workbench

Мета роботи:  Закріпити отримані знання щодо побудови активних випрямлячів, моделюючи їх роботу в пакеті прикладних програм Electronics Workbench, отримати необхідні знання та навички щодо побудови первинних вимірювальних перетворювачів, виконаних на базі випрямлячів, схеми яких досліджувались

1 ТЕОРЕТИЧНІ  ВІДОМОСТІ

Використання операційних підсилювачів в вимірювальних схемах дозволяє будувати досить точні первинні вимірювальні перетворювачі. Так як частіше за все в системах електроприводу відсутня необхідність обробки миттєвих значень вимірюваних сигналів (це приводить до зростання вимог щодо швидкодії та затрат на апаратну побудову системи управління), вимірювальні сигнали обробляють безпосередньо в вимірювальному перетворювачі. До найбільш вживаних операцій входить і операція випрямлення. За функціональним призначенням розрізнюють випрямлячі середнього значення, амплітудні та фазочутливі випрямлячі.

Випрямлячі середнього значення дають на виході напругу, постійна складова якої пропорційна середньому значенню випрямленої вхідної напруги. Робота подібних випрямлячів, як правило, заснована на тому, що при одній полярності вхідна напруга з деяким масштабним коефіцієнтом подається на вихід, а при іншій – вихідна напруга підтримується рівною нулю (однонапівперіодний випрямляч) чи інвертованій вхідній напрузі (двонапівперіодний випрямляч). В останньому випадку, якщо забезпечена рівність масштабних коефіцієнтів для прямого й інвертованого вхідних сигналів, то пристрій може застосовуватися також у якості формувача модуля вхідного сигналу: вихідна напруга виявляється пропорційниою абсолютному значенню вхідної. Використання операційних підсилювачів в точних випрямлячах має за мету зменшити похибки перетворення, обумовлені неідеальними вольт-амперними характеристиками діодів.

Амплітудні випрямлячі призначені для формування постійної вихідної напруги, пропорційної амплітуді вхідної змінної чи імпульсної напруги.

У багатьох випадках амплітудний випрямляч можна побудувати шляхом включення конденсатора як навантаження випрямляча середнього значення. Так, якщо паралельно виходу випрямляча середнього значення включити конденсатор і вибрати ємність цього конденсатора такою, щоб стала  часу його розряду була набагато більшою періоду вхідного сигналу, то на цьому виході ми отримаємо негативну постійну напругу, пропорційну позитивній амплітуді вхідного сигналу.

Фазочутливі випрямлячі мають два входи: сигнальний і керуючий (комутуючий). Якщо на сигнальний вхід подано гармонійну змінну напругу , а на керуючий – напругу тієї ж частоти , то напруга на виході випрямляча визначається співвідношенням:

 (3.1)

де  – постійний коефіцієнт,  - зсув фаз між напругами   і . Подібні випрямлячі досить просто реалізуються на безконтактних аналогових ключах, виконаних на основі МОП-транзисторів. Операційні підсилювачі в таких випрямлячах дають можливість зменшити число ключів, підвищити вхідний і зменшити вихідний опір, підсилити сигнал, що випрямляється.

2 ПОРЯДОК  ВИКОНАННЯ  РОБОТИ

1. Побудувати схеми випрямлячів в пакеті Electronics Workbench (для контролю за вихідними параметрами необхідно до виходів випрямлячів підключити вольтметр та осцилограф).

2. Для кожного з побудованих випрямлячів визначити його тип.

  1.  Побудувати часові діаграми для вихідних сигналів випрямлячів, подаючи на їх входи послідовно синусоїдальний, трикутний та прямокутний сигнали.
  2.  Змінюючи параметри елементів схеми, зробити висновки стосовно можливості регулювання або стабілізації внутрішніх та вихідних параметрів для наданих схем випрямлячів.
  3.  Пояснити призначення всіх елементів схем випрямлячів.

Вихідні дані вибрати згідно з варіантом.

2.1 КОНТРОЛЬНИЙ ПРИКЛАД

Контрольний приклад пояснює дослідження випрямлячів в пакеті Electronics Workbench. Вихідну схему випрямляча зображено на рис. 3.1. 

Рис. 3.1 Вихідна схема випрямляча

На рис. 3.2 зображено схему випрямляча в пакеті Electronics Workbench, а на рис. 3.3-3.5 – його часові діаграми при синусоїдальному, трикутному та прямокутному сигналах на вході.

З часових діаграм визначимо, що це – двонапівперіодний випрямляч середнього значення. Змінюючи значення опорів, визначимо, що для наведеної схеми при  справедливе співвідношення  , при цьому вихідний опір схеми . Якщо ж то , а . Діоди VD1 та VD2 саме й випрямляють вхідну напругу, а операційний підсилювач DA1 зменшує похибки перетворення.

Рис. 3.2 Схема випрямляча в пакеті Electronics Workbench

Рис. 3.3 Часова діаграма роботи випрямляча при синусоїдальному сигналі на вході

Рис. 3.4 Часова діаграма роботи випрямляча при трикутному сигналі на вході

Рис. 3.5 Часова діаграма роботи випрямляча при прямокутному сигналі на вході

3 ВМІСТ ЗВІТУ

1. Назва та мета лабораторної роботи.

2. Вихідні схеми випрямлячів згідно з варіантом.

3. Визначення типу випрямлячів та параметрів їх вихідних сигналів.

4. Особливості  дослідження схем випрямлячів в пакеті Electronics Workbench.

5. Результати моделювання схем випрямлячів:

а) схеми, складені в Electronics Workbench;

б) осцилограми вхідних / вихідних сигналів для наданих схем випрямлячів;

в) висновки щодо впливу параметрів схем випрямлячів на зміну або стабілізацію внутрішніх та вихідних параметрів.

6. Призначення всіх елементів схем випрямлячів.

4 ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ

Варіант 1

 а)  б)

Варіант 2

 а)  б)

Варіант 3

 а)  б)

Варіант 4

 а)  б)

Варіант 5

 а)    б)

5 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

  1.  Які типи випрямлячів ви знаєте?
  2.  Поясніть принцип дії випрямлячів середнього значення.
  3.  В чому відрізняються одно та двонапівперіодні схеми випрямлячів середнього значення?
  4.  Поясніть принцип дії амплітудних випрямлячів.
  5.  З яких умов вибирається ємність, що входить до схеми амплітудних випрямлячів?
  6.  Як на основі випрямляча середнього значення побудувати амплітудний випрямляч?
  7.  Яку роль в схемах випрямлячів відіграють діоди та операційні підсилювачі?
  8.  Обґрунтуйте принципи побудови фазочутливих випрямлячів.
  9.  Назвіть основні особливості дослідження схем випрямлячів в пакеті Electronics Workbench.
  10.   Яке значення сигналу відображує вольтметр, що був використаний при дослідженні схем випрямлячів?

23

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66968. ТОРЖЕСТВЕННАЯ ЛИНЕЙКА, ПОСВЯЩЕННАЯ ПРАЗДНИКУ ПЕРВОГО ЗВОНОКА 51.5 KB
  Школа, здравствуй! Учеба, здравствуй! Идем за знаньями в поход. Сегодня праздник! Школьный праздник! Встречаем мы учебный год! ВЕДУЩИЙ 1. Настал поистине чудесный день, Которого мы долго ждали, Ведь в школе нашей – юбилей Поэтому мы здесь собрались!
66969. Spring. Easter 51.5 KB
  Teaching goals: engagement into intercultural communication acquiring knowledge about cultural traditions of other peoples mastering basic skills in listening, speaking Developing goals: development of speaking, intellectual and cognitive abilities...
66970. Осень – лету конец, всей работе венец 44 KB
  Цель: познакомить учащихся с результатами работы на учебно-опытном участке, с явлениями, происходящими в природе осенью, с народными обычаями и традициями, связанными с этим временем года. Показать необходимость проведения опытнической и исследовательской работы в природе и на участке.
66971. Кто же все-таки человек: раб природы или ее господин? 42.5 KB
  На эту дилемму по-разному отвечали мыслители прошлого нет единого мнения и у современников. На ваших рабочих листках написаны названия объектов природы: Воздух Земля Вода Растения Животные Человек. По окончании работы заслушиваются ответы учащихся...
66972. Екологічна агітбригада «Юні екологи» 51 KB
  Хід заходу Учень: Сьогодні іскристо вирує наснага І щедрість природа дарує всякчас Тому всі сприймайте нас дуже серйозно Ми просимо слухайте слухайте нас Учень: Доброго дня друзі Вас вітає команда Юні екологи Учень: Ми знову тут бо іржа байдужості Вже роз'їдає день...
66974. Гроші. Історія українських грошей 209.5 KB
  Мета: Формувати уявлення про гроші для чого і як вони виникли які є їх форми дізнатися про призначення грошей. Познайомити учнів коли з якою метою запроваджені гроші в Україні Продовжувати розкривати основи економічної психології для молодших школярів.
66975. «Пані Економіка» Інтелектуально-ігрова програма 105.5 KB
  Економічна культура формується здебільшого через освіту і виховання. Економічна освіта полягає у формуванні економічних знань, вмінь та навичок господарювання, засвоєння попереднього досвіду у соціально-економічній діяльності. Економічна освіта спрямована на зміну економічної поведінки людей.
66976. Поняття економіки як сфери життя і діяльності людини 175 KB
  Мета: ознайомити учнів з поняттям нової учбової дисципліни, а також про те, для чого потрібно знати, вивчати «Цікаву економіку», показати залежність життя людей від рівня розвитку економіки; розвивати мислення, пам’ять; виховувати інтерес до суспільного життя в рідній державі.