Lucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii)

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Lucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii)"

Φιλομήλα Αργυριάδης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii) A.Scopul lucrării - Verificarea experimentală a rezultatelor obţinute prin analiza circuitelor cu diode modelate liniar pe porţiuni ;.Scurt breviar teoretic Se vor experimenta circuite simple (detector de vârf, circuit pentru deplasarea nivelului de cc al semnalului, dublorul de tensiune şi stabilizatorul parametric cu D şi resistor de balast). 1. Detectorul de vârf cu diodă Are schema din Figura 1; modelul diodei pentru analiza funcţionarii este cel din Figura 2. Figura 1 Figura 2 În regim permanent la intrarare se aplică de la un generator (cu g =50Ω) tensiunea v = V (1) iar la ieşire se conectează 1 MΩ (rezistenţa de intrarea im în osciloscop). Are loc >>. g Capacitatea condensatorului se alege astfel încât să fie satisfacută relaţia: ω 1 C >> T, unde T = = este perioada semnalului. În aceste ipoteze se poate 2 π f aproxima că descărcarea condensatorului C, pe durata cât dioda D este blocată, este nesemnificativă. În alternanţa pozitivă a v (t) condensatorul C se încarcă la +Vim pe armătura superioară şi, dacă acceptăm ca este foarte mare ( ) precum şi modelul din Figura 2, rezultă că nu există cale de descărcare a sarcinii Q=V im C. ezultă, în regim 1

2 permanent, vo = ct, tensiune egală cu vârful (amplitudinea) semnalului de la intrare. Obs: Dioda reală are o tensiune de deschidere V D 0.6V, motiv pentru care pe osciloscop v O < V im şi avem vo VD. Valoarea V D depinde de. 2. Circuit pentru deplasarea nivelului de cc al semnalului v (t) Se va utiliza circuitul din Figura 3 şi modelarea diodei conform Figurii 2. Figura 3 Semnalul de la intrarea circuitului respecta relaţia (1). Să presupunem că se satisfac relaţiile >> (1MΩ>>50Ω) şi C >> T. În figura 3 condensatorul C se încarcă cu +Q pe armătura din dreapta în alternanţa negtivă a semnalului v (t). În regim permanent, vom avea pe condensator, pentru, v = iar din Figura 3 rezultă: C V im (4) v O = v + vc + Vim care arată că tensiunea de ieşire are şi o componentă continuă +V im (la intrare v (t) este axat pe 0V în timp ce la ieşire este axat pe +V im ). Dacă în Figura 3 se inversează sensul diodei, se va obţine la ieşire: (5) vo = v + vc Vim, deci în acest caz semnalul de ieşire este axat pe valoarea de cc V im. 3. Dublorul de tensiune Are schema electrică din Figura 4: g Figura 4 2

3 Circuitul din Figura 4 este de fapt alcătuit din doua subcircuite: - primul este pentru deplasarea nivelului de cc al semnalului din intrare v furnizând la ieşire v M + Vim ; - al doilea este un detector de vârf care are la intrare în regim permanent v = V + V şi furnizează la ieşire vârful de tensiune al lui v M (t) M im v = 2 (în regim permanent); O V im 4. Stabilizator parametric cu D şi resistor de balast Schema de principiu este reprezentată în Figura 5: im Figura 5 Pentru D acceptăm modelul din Figura 6a care este echivalantul modelului din Figura 6b: Figura 6a Figura 6b Să observăm că, acceptând referinţele din Figura 5 pentru mărimile i şi v, avem: -pentru 0 v V curentul prin D este nul (contact deschis); -pentru i > 0 rezultă v =V =ct ( i > 0 ) Ne propunem să trasăm grafic caracteristica de transfer direct v O =v O (v ) cu v reglabil din sursa de tensiune continuă V CC, 0<v <20V, şi V dată de catalog, V <20V=(V CC ) max. a tensiuni v <V, D are i =0 (contact deschis) şi circuitul devine ca în Figura 7: 3

4 ezulută din Figura 7: Figura 7 vo = v = vo i = + (8) v + v (9) (7) elaţiile (7) şi (8) arată că pentru dreaptă cu panta +. 0 < + V funcţia de transfer v O (v ) este o v < (1 ) a creşterea tensiunii de intrare, atunci când v devine v =V (din relaţia (8) este necesar ca v = ( 1+ ) V ), dioda D intră în regim de străpungere şi se comportă ca o sursă ideală de tensiune de valoare V =ct. Pentru v ( 1+ ) V circuitul echivalent va fi ca în Figura 8: Figura 8 4

5 Din Figura 8 rezultă: vo = V = ct (10) vo V i = = (11) v V V i = = i + (12) elaţiile (10) (12) arată că: -circuitul stabilizează tensiunea v O ; -Dacă =ct şi v creşte, rezultă creşterea curentului prin D. Orice D reală poate funcţiona pâna la o valoare i M. Din acest motiv v nu poate creşte oricât ci numai până la: (13) i M v (1 + ) V + elaţiile (7), (10) şi (13) conduc la graficul din Figura 9: M Figura 9 5

6 C.Modul de lucru C1 -Se realizează circuitul din Figura 1 cu D=1N4148 şi C=47nF. -Se asigură de la generatorul de semnal V im < 4V si 20Hz<f<20MHz. -Se vizualizează simultan v (t) şi v O (t) folosind un osciloscop cu două canale. -Se reţin pe caiet cele doua forme de undă pentru trei valori de amplitudine şi două de frecvenţa. -Se compară v O (t) măsurat pe osciloscop cu valoarea calculată conform relaţiei (3). C2 -Se realizează circuitul din Figura 3 cu aceleaşi componente ca la C1. -Se vizualizează v (t) şi v O (t) şi se reţin cantitativ pentru doua amplitudini V im şi două frecvenţe f. -Se inversează dioda D şi se repetă pasul anterior. C3 -Se realizează circuitul din Figura 4 folosind aceleaşi tipuri de componente ca mai sus. -Se vizualizează şi se reţin cantitativ v M (t) şi v O (t) pentru situaţia conectării diodelor ca în Figura 4 precum şi pentru cazul conectării acestora inversat. C4 -Se realizează circuitul din Figura 5 cu D 9V1 ( M 30mA) (V CC ) max =20V, =180Ω şi =540Ω. -Se modifică tensiunea din intrare între 0 şi 20V spre a se trasa grafic caracteristica v O =v O (v ). Se determină pe caracteristică zona de stabilizare şi se compară cu Figura 9. 6

Σχετικά έγγραφα

Lucrarea Nr. 10 Stabilizatoare de tensiune

Lucrarea Nr. 10 Stabilizatoare de tensiune ucrarea Nr. 10 Stabilizatoare de tensiune Scopul lucrării - studiul funcţionării diferitelor tipuri de stabilizatoare de tensiune; - determinarea parametrilor de calitate ai stabilizatoarelor analizate;