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

28962. Хрущевская «оттепель». Попытки осуществления политических и экономических реформ 31.5 KB
  После смерти Сталина в результате борьбы за власть в 1957 году Председателем Совета Министров был избран Н. Период после смерти Сталина и правления Н. После его смерти руководство КПСС предпринимало попытки по разоблачению преступлений сталинского периода. Но всё же впервые открыто о преступлениях сталинского периода было объявлено на ХХ съезде КПСС февраль 1956г.
28963. СССР в 70-80-е годы XX в. Нарастание кризисных явлений в обществе 31.5 KB
  СССР в 7080е годы XX в. Советская экономика всё больше отставала от экономики развитых стран по техническому и технологическому уровню показателям эффективности и что более важно СССР утрачивал преимущества в темпах экономического роста. По этому показателю СССР отставал не только от ведущих западных стран но и от новых индустриальных стран Южной Кореи Тайваня на десятилетия. Чтобы покупать новейшие технологии и продовольствие СССР вынужден был всё больше сырья поставлять на экспорт.
28964. Политика перестройки, замыслы и результаты 40 KB
  Попрежнему формально высшим органом власти был двухпалатный Верховный Совет СССР регулярно собиравшийся на свои сессии на которых он утверждал решения партии и правительства. 12я внеочередная сессия Верховного Совета СССР приняла закон €œОб изменениях и дополнениях Конституции Основному Закону СССР€ содержанием которого было изменение избирательной системы в СССР принципов выборности народных депутатов СССР и принципов функционирования государственных органов. были проведены выборы народных депутатов СССР а весной 1990 г. Всего...
28965. События 1991, распад СССР, образование СНГ и выбор Россией нового исторического пути 37 KB
  Процесс затягивается4 8 декабря Беловежское соглашение Ельцын Кравчук Шушкевич : СССР прекращает существование Россия Украина и Белоруссия объединяются в СНГ. 5 21 декабря АлмаАтинская встреча лидерорв 9 республик Декларация о прекращении существования СССР и о принципах деятельности СНГ.До конца 1991 к СНГ присоединились Молдова и Азербайджан всего в СНГ 11 государств 15 минут 3 прибалтийские республики6 Горбачев сложил свои полномочия.
28966. Россия на пути социально-экономической модернизации. Октябрьские события 1993, завершающий этап ликвидации советской власти 30.5 KB
  явились следствием противостояния законодательной и исполнительной ветвей власти Российской Федерации. Ельцин издал указ О поэтапной конституционной реформе в Российской Федерации в соответствии с которым Верховный Совет и Съезд народных депутатов прекращали свою деятельность. Конституционный суд РФ пришел к заключению о несоответствии данного указа российской Конституции однако Ельцин его не отменил. В 1994 арестованные участники этих драматических событий были амнистированы Государственной думой Российской Федерации.
28967. Принятие конституции РФ 1993г. Качественные изменения социально политической жизни страны 36.5 KB
  Качественные изменения социально политической жизни страны Работа Конституционной комиссии Необходимость принятия новой Конституции была осознана всеми политическими силами еще в ходе принятия Декларации о государственном суверенитете от 12 июня 1990 г. Поначалу работа комиссии проходила довольно быстро и уже через четыре месяца проект новой Конституции был не только подготовлен но и опубликован для всеобщего обсуждения. Седьмой съезд постановил вынести основные положения проекта новой Конституции на всероссийский референдум но восьмой...
28968. Реформы 60-70-х гг. XIXв., их цели и содержание 36.5 KB
  их цели и содержание Реформа местного самоуправления земская и городская Отмена крепостного права привела к необходимости проведения буржуазных реформ и в других областях государственной жизни. по типу земской была проведена городская реформа. Военная реформа Поражение России в Крымской войне показало что необходимо реконструировать всю военную систему. Военная реформа проводилась до 1874 г.
28969. Революционное народничество, его идеология и политическая практика 37 KB
  Революционное народничество его идеология и политическая практика Возникновение народничества. Три течения в народничестве Идеи общинного социализма Герцена и Чернышевского стали основой политического течения радикальной интеллигенции народничества. Народники рассматривали народ крестьянство как реальную политическую силу хотели поднять его на революцию полагали что Россия может прийти к новому справедливому строю социализму минуя капитализм. Народничество стало ведущим направлением в освободительном движении оно имело свою...
28970. Реформы и контрреформы Александра III 26.5 KB
  Реформы и контрреформы Александра III 1. Александр III правил с 1881 по 1894 гг. После убийства отца Александр III выдвинул программу своего царствования: подавление оппозиции революционного движения; укрепление основ российской жизни самодержавия православия народности. Александру III было известно что перед смертью его отец одобрил проект либеральных реформ М.