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

36146. Сердечно-сосудистая система. Шпора 279.5 KB
  Артерии располагаются по ходу нервной трубки и нервов. Кроме того артерии первоначально закладываются в связи с главными нервами: например на верхней конечности в связи с n. Соответственно делению организма на органы растительной и животной жизни артерии делятся на париетальные к стенкам полостей тела и висцеральные к содержимому их т. Артерии туловища сохраняют сегментарное строение: aa.
36147. Внутренние органы 373.5 KB
  Нижняя поверхность языка свободна только в передней части; задняя часть занята мышцами. Три части: pars nasalis pars oralis и pars laryngea. В шейной части пищевода мышцы поперечнополосатые в верхнем отделе грудной части они смешанного типа нижней трети гладкие. Топография 3 части: 1шейную; 2грудную; 3брюшную.
36148. Железы внутренней секреции 61.5 KB
  Эндокринными железами endo внутрь crino выделяю или железами внутренней секреции называются такие железы которые не имеют выводного протока беспроточные железы glandulae sine ductibus и свой секрет выделяют непосредственно в кровеносную систему в противоположность железам внешней секреции секрет или экскрет которых изливается на поверхность кожи потовые сальные железы или слизистых оболочек слюнные железы печень и т. Так как выделение секрета совершается в кровеносную систему то эндокринные железы обладают широко развитой...
36149. Государственный Русский музей 28 KB
  Филиалы музея расположены в Михайловском замке в Мраморном и Строгановском дворце. В ведении музея находятся также Михайловский и Летний сад с Летним дворцом Петра I а также Домик Петра I. Директор музея Владимир Александрович Гусев. К моменту открытия музея его коллекция насчитывала около четырехсот полотен.
36150. Государственный Русский музей. История создания музея 642.71 KB
  История создания музея В исторической канве хронологических событий культурной жизни России существуют явления имеющие непреходящее значение. К таким несомненно относится учреждение и открытие Русского музея. Идея организации государственного музея национального искусства высказывалась и обсуждалась в образованной среде русского общества с середины XIX века. Уже в конце 1880х годов перед российским обществом встал вопрос о необходимости создания музея русского национального искусства как того требует современное процветание русского...
36151. Маршрут по Русскому музею (библейские сюжеты) 2.23 MB
  Семирадский Въезд Иисуса Христа в Иерусалим 1876 г. Увидев это Симон Петр припал к коленям Иисуса и сказал: выйди от меня Господи потому чтоя человек грешный. И сказал Симону Иисус: не бойся; отныне будешь ловить человеков. Государственный Русский музей СанктПетербург не представлена данная картина Тогда Пилат взял Иисуса и велел бить Его.
36152. Русский музей. Древние Иконы 4.12 MB
  3 часть самостоятельной работы Деятели 2ой половины XIX 1 Портрет И. 1872 К 1872 году времени написания портрета имя Ивана Сергеевича Тургенева было знаменито по всей России. Со осознанием свое ответственности Василий Перов Исполнял заказ Павла Третьякова задумавшего в своей московской галерее собрать портреты лучших людей России. Портрет Тургенева композиционно мастерски построен.
36153. История создания русского музея 21.96 KB
  К таким несомненно относится учреждение и открытие Русского музея. Идея организации государственного музея национального искусства высказывалась и обсуждалась в образованной среде русского общества с середины XIX века. Уже в конце 1880х годов перед российским обществом встал вопрос о необходимости создания музея русского национального искусства как того требует современное процветание русского искусства и высокое положение занимаемое Россиею в образованном мире Записка обергофмаршала князя С.
36154. Валентин Пикуль “Портрет из Русского Музея” 86.93 KB
  Так появилась Ида Львовна Рубинштейн и скоро видный актер и педагог А. Ида Рубинштейн родилась в еврейской семье киевского миллионера сахарозаводчика. Ида сознавала обаяние своей поразительной красоты и казалось уже смолоду готовила себя к роли околдованно трагической. Ида Рубинштейн заметалась из театра в театр.