9.7. Диодные формирователи

Цель

1. Исследование работы положительного формирователя.

2. Исследование работы отрицательного формирователя.

3. Измерение среднего значения сигнала (постоянной составляющей).

4. Исследование влияния амплитуды входного напряжения на выходное напряжение.

5. Исследование влияния напряжения на диоде на выходное напряжение формирователя.

Краткие сведения из теории

В диодных формирователях выходное напряжение представляет собой сумму входного напряжения и некоторой постоянной составляющей. Положительный диодный формирователь добавляет положительную составляющую, отрицательный - составляющую другого знака. Положительный и отрицательный формирователи показаны иа рис. 9.19 и рис. 9.20 соответственно. В формирователе на рис. 9.19 на первой отрицательной полуволне входного напряжения через диод проходит ток. Конденсатор зарядится при этом до напряжения Пахтах - 0.7 В, которое меньше амплитуды входного напряжения на величину прямого падения напряжения на диоде. На положительной полуволне входного напряжения диод заперт. За время, равное периоду, конденсатор разряжается очень мало и снова подзаряжается на отрицательной полуволне. В результате на конденсаторе появится постоянная составляющая. Она вместе с переменной составляющей и составит выходное напряжение. Для такой работы формирователя необходимо, чтобы постоянная времени RC-цепи значительно превышала период входного сигнала.

Порядок проведения экспериментов

Эксперимент 1. Измерение постоянной составляющей выходного напряжения положительного формирователя. а). Откройте файл с9_071 (рис. 9.19). Включите схему. Зарисуйте в разделе "Результаты экспериментов" осциллограммы входного и выходного напряжения. Измерьте амплитуды входного и выходного напряжения. б). По показаниям осциллографа измерьте среднее значение (постоянную составляющую) выходного напряжения. Запишите показания мультиметра.

Эксперимент 2. Измерение постоянной составляющей выходного напряжения положительного формирователя при увеличении входного напряжения. а). Установите амплитуду генератора в схеме рис. 9.19 равной 8 В. Включите схему. Зарисуйте в разделе "Результаты экспериментов" осциллограммы входного и выходного напряжений. Измерьте максимумы входного и выходного напряжения. б). По показаниям осциллографа измерьте среднее значение (постоянную составляющую) выходного напряжения. Запишите показания мультиметра.

Эксперимент 3. Измерение постоянной составляющей выходного напряжения положительного формирователя при уменьшении входного напряжения. а). Установите амплитуду генератора в схеме рис. 9.19 равной. 2 В. Зарисуйте в разделе "Результаты экспериментов" осциллограммы входного и выходного напряжений. Измерьте максимумы входного и выходного напряжения. б). По показаниям осциллографа измерьте среднее значение (постоянную составляющую) выходного сигнала. Запишите показания мультиметра.

Эксперимент 4. Измерение постоянной составляющей выходного напряжения отрицательного формирователя. а). Откройте файл с9_072 (рис. 9.30). Зарисуйте в разделе "Результаты экспериментов" осциллограммы входного и выходного напряжения. Измерьте минимумы входного и выходного напряжения. б). По показаниям осциллографа измерьте среднее значение (постоянную составляющую) выходного сигнала. Запишите показания мультиметра.

Результаты экспериментов Эксперимент 1. Измерение постоянной составляющей выходного напряжения положительного формирователя.

Эксперимент 2. Измерение постоянной составляющей для положительного формирователя напряжения при увеличении входного сигнала.

Осциллограммы входного и выходного сигналов

Покажите максимумы входного и выходного напряжения на осциллограмме.

Эксперимент 3. Измерение постоянной составляющей для положительного формирователя напряжения при уменьшении входного сигнала.

Осциллограммы входного и выходного сигналов

Покажите максимумы входного и выходного напряжения на осциллограмме. Эксперимент 4. Измерение постоянной составляющей для отрицательного формирователя напряжения.

Осциллограммы входного и выходного сигналов

Покажите минимумы входного и выходного напряжения на осциллограмме.

Вопросы

1. Чем отличаются осциллограммы входного и выходного напряжения в положительном формирователе?

2. Каково среднее значение (постоянная составляющая) выходного напряжения положительного формирователя? Чем определяется эта величина?

3. Одинаковы ли среднее значение выходного напряжения для положительного формирователя, измеренное по осциллограмме и полученное по показаниям мультиметра?

4. Как изменится среднее значение напряжения на выходе положительного формирователя при увеличении амплитуды входного напряжения?

5. Как изменится среднее значение напряжения положительного формирователя при уменьшении амплитуды входного напряжения до очень низкого значения? Оцените влияние прямого падения напряжения на диоде.

6. Сравните влияние прямого падения напряжения на диоде для положительного формирователя при низком и высоком напряжении на входе. В каком случае влияние прямого падения напряжения на диоде больше?

7. Сравните выходные напряжения отрицательного и положительного формирователей.

8. Сравните среднее значение выходного напряжения (постоянную составляющую) для отрицательного и положительного формирователей.