Осциллограф начинающим 5

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

(Продолжение. Начало oсциллограф начинающим 1-4)
Чтобы освоить работу с осциллографом, нужны практические упражнения. Начнем с самого простого, - с источника питания на силовом трансформаторе и мостовом выпрямителе.
Прежде всего необходим трансформатор, пусть это будет китайский «ALG» с вторичной обмоткой на 12V (рис.1).


К вторичной обмотке трансформатора подключим вход осциллографа (пусть это С1-65) и мультиметр. Предварительно ручку осциллографа «Время/дел.» установим на «10», и ручку «V/дел.» так же на «10», а переключатель входа установим в положение «импульсный режим». Теперь подадим на первичную обмотку переменное напряжение 220V (от электросети, соблюдая все необходимые правила электробезопасности).
Теперь сравним показания осциллографа и мультиметра. Мультиметр покажет переменное напряжение 12V (или около того), а размах синусоиды на экране осциллографа от пика до пика будет целых 34V. Зная, что амплитудное значение синусоидального напряжения равно половине размаха, а действующее , - в √2 раз
меньше амплитудного, вычислим действующее значение: 34 / 2 / √2 = 12,02...V.
Подключим к вторичной обмотке трансформатора мостовой выпрямитель из четырех диодов (рис. 2). К выходу выпрямителя подключим осциллограф. На его экране будет весьма интересная картинка, - нижние полуволны синусоиды как бы перевернулись и расположились по положительной оси Y. Практически, и частота колебаний увеличилась в два раза, то есть уже не 50, а 100 Гц, а размах уменьшился в два раза.
То, что видно на экране (рис. 2) принято называть пульсирующим напряжением. Но пульсирующее напряжение не годится для питания электронной схемы, - это еще не постоянное напряжение. А чтобы его сделать постоянным нужно пульсации сгладить с помощью накопительного конденсатора.
На рисунке 3 показана схема с накопительным конденсатором С1 и резистором R1, который служит нагрузкой.

Посмотрим, что нам теперь покажут приборы. Мультиметр покажет что-то около 16,5V, а на экране осциллографа будет видна искривленная линия, приподнятая вверх по шкале Y на некоторую величину (рисунок 3, левая осциллограмма). По верхним пикам кривизны этой линии - на 17V. Так выглядит напряжение со сглаженными пульсациями. Чтобы посмотреть величину пульсаций нужно переключить вход осциллографа на переменный ток «~» и повернуть ручку «V/дел.» в сторону уменьшения, пока пульсации не будут видны отчетливо. В данном случае, установили 0,5V/дел.
(рис. 3, осциллограмма справа). Видно, что размах пульсаций равен 1V.
Таким образом, на выходе нашего выпрямителя есть постоянное напряжение с пульсациями 1V.
Величина этих пульсаций зависит от емкости сглаживающего конденсатора и от нагрузки. Если нагрузка увеличится (уменьшится сопротивление R1) пульсации возрастут. Это можно проверить, заменив R1 переменным. А с увеличением емкости пульсации уменьшаются. Вот, если в этом же примере (при том же сопротивлении R1) вы параллельно С1 подключите еще один конденсатор емкостью 220мкФ, пульсации уменьшатся до 0,3V, а при емкости конденсатора 1000 мкФ уровень пульсаций будет менее 0,1V. Но это при сопротивлении нагрузки 1 кОм, то есть при токе нагрузки 16миллиампер. С увеличением тока нагрузки пульсации будут увеличиваться. Именно по этому в выпрямителях, рассчитанных на большие нагрузки, используют
сглаживающие конденсаторы очень большой емкости.

Выше, с помощью осциллографа была рассмотрена работа мостового выпрямителя. Но источник питания, часто кроме трансформатора и выпрямителя содержит стабилизатор напряжения.
Схема простейшего параметрического стабилизатора состоит из стабилитрона и токоограничительного резистора.
Главное свойство стабилитрона в том, что он вроде бы работает как диод, то есть, пропускает ток в прямом направлении, но он пропускает и обратный ток, но только если обратное напряжение превысило некоторую величину, - напряжение стабилизации.
Подключим схему параметрического стабилизатора к вторичной обмотке трансформатора, и с помощью осциллографа, посмотрим во что превратилась синусоида переменного напряжения (рис.4).

Ручку «Время/дел.» осциллографа установим на «10», и ручку «V/дел.» так же на «10», а переключатель входа - в импульсный режим.
Стабилитрон, работая как диодный однополупериодный выпрямитель, убрал отрицательные полуволны. А как стабилитрон, он обрезал верхушку положительных полуволн на уровне своего напряжения стабилизации (для Д814В-это 10V). А теперь, подключим такой же стабилизатор на выходе выпрямительного моста (рис. 5).
Импульсы пульсирующего напряжения стабилитрон так же, обрезал на уровне своего напряжения стабилизации. Причем, стабилитрону безразлично какой амплитуды эти импульсы или полуволны, 17V или, например, 27V, он их ограничит СТАБИЛЬНО
на уровне 10V.

На рисунке 6 показана схема источника питания с параметрическим стабилизатором на выходе. Мультиметр и осциллограф покажут постоянное напряжение 10V, а пульсации будут значительно меньше чем без стабилизатора.
Полный оригинал статьи в формате PDF. 39Mb
Продолжение следует...
РК 11-2016

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR