МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К Дисциплина Усилители и источники питания

КОРОЛЕВСКИЙ КОЛЛЕДЖ КОСМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К

ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Дисциплина

Усилители и источники питания

Специальность

210310 «Радиотехнические системы и комплексы управления космическими летательными аппаратами»

Королев, 2011

Автор: Лубенко А.Д. – Королев, 2011 год, 170 стр.

ОДОБРЕНЫ

Цикловой комиссией 210310

_________________

Протокол № 1 ___ от ________2011 года

Председатель Лубенко А.Д.

____________________

Начальник научно-методического центра _________Васильева О.В.

Заместитель директора по УМР работе ___________Кучерова Т.Б.

Содержание

стр

Лабораторная работа №1 Исследование усилителя низкой частоты …….....................................4

Лабораторная работа №2 Исследование каскада предварительного усиления…………………..12

Лабораторная работа №3 Исследование эмиттерного повторителя ……......................................19

Лабораторная работа №4 Исследование усилителя с общей ООС . . . . . . . . . …………………..28

Лабораторная работа №5 Исследование усилителя постоянного тока . . . . . . …………………..35

Лабораторная работа №6 Исследование дифференциального усилителя . . . …………………..43

Лабораторная работа №7 Исследование операционного усилителя . . . . . . . . …………………..56

Лабораторная работа №8 Исследование широкополосного усилителя . . . . . …………………...64

Лабораторная работа №9 Исследование однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………………………………….71

Лабораторная работа №10 Исследование двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой частоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………………………………….79

Лабораторная работа №11 Исследование схем выпрямления . . . . . . . . . ………………………..88

Лабораторная работа №12 Исследование компенсационного стабилизатора напряжения . . . . . 99

Лабораторная работа №13 Исследование преобразователя постоянного напряжения . . . . . . . . . . . 110

Лабораторная работа №14 Исследование импульсного стабилизатора . . . . . ………………….119

Лабораторная работа №15 Исследование двухканального блока питания . . . …………………130

Лабораторная работа № 16 Исследование солнечной батареи …………………………………..144

Лабораторная работа № 17 Исследование аккумулятора…………………………………………153

Лабораторная работа №1

Исследования усилителя низкой частоты

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик усилителя напряжения низкой частоты.

1.2, Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппарату рой .используемо и в работе.

2. Краткие теоретические сведения.

3. Оборудование

3.1. Универсальный лабораторный макет.

3.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3. Генератор ГЗ-118А.

3.4. Осциллограф С1-65А

3.5. Блок питания «Электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1

5. Работа с графиками

5.1. По результатам расчета должна быть построена АЧХ каскада и определена частоты на уровне -3дБ от максимально коэффициента усиления в области средних частот

5.2. По результатам расчета должна быть построена АХ каскада и определен размах каскада. Размах определяется по месту разветвления кривой АХ и прямой линии на самом крутом участке АХ.

6. Задание на работу

6.1 Получить у преподавателя исходные данные для выполнения
лабораторной работы.

6.2 Зарисовать принципиальную схему исследуемого усилителя
напряжения низкой частоты

6.3 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику
усилителя напряжения низкой частоты

6.4 Снять и построить амплитудную характеристику усилителя
напряжения низкой частоты.

6.5 Измерить входное сопротивление усилителя напряжения

низкой частоты.

6.6. Составить отчёт согласно приложению.

7. Литература

Цыкина А.В. «Усилители»

Цыкин Г.С. «Электронные усилители»

Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование усилителя напряжения низкой частоты

ОТЧЁТ

О лабораторной работе № 1

Вариант №

1. Цель работы

1.2, Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппаратурой_; используемой в работе.

2. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет.

2.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3- Генератор ГЗ-118А.

2.4, Осциллограф С1-65А

2.5. Блок питания «Электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис.1.

4. Результаты исследований

4.1. Условия снятия амплитудно-частотной характеристики

усилителя напряжения низкой частоты

Ек= ....

Uвх= ....

Таблица 1

F, Гц

Uвых,В

К, дБ

4.2 Коэффициент усиления напряжения усилителя низкой
частоты

Uвых

Ku (dB) = 20lg Uвх

4.3 По результатам расчёта построена АЧХ усилителя
напряжения низкой частоты

4.4 Условия снятия амплитудной характеристики усилителя

напряжения низкой частоты Ек=....

F = ….

Таблица 2

Uвх, мВ
Uвых, мВ

4.5 По результатам расчёта построена АХ усилителя напряжения низкой частоты

Условия измерения входного сопротивления :

Ек=....

F = …….

U_г = …..

Таблица 3

R	U_вх	U	U_г	I_ВХ	R_Вх

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

5. Выводы

5.1 ....

5.2 ....

5.3 …

5.4 ....

В выводах указать:

1. Назначение усилителя напряжения низкой частоты.

2. Чем вызвано увеличение нелинейных искажений при усилении
транзистором входного напряжения ?

3. Объяснить назначение элементов в усилителе напряжения
низкой частоты.

4. Чем вызвано изменение коэффициента усиления на низких и
высоких частотах ?

Лабораторная работа №2

Исследования каскада предварительного усиления

1 Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами

снятия характеристик КПУ.

1.2. Приобретение учащимися практических навыков по работе

радиоизмерительной аппаратурой, используемой в работе.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

.1. Универсальный лабораторный макет.

.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

.3. Генератор ГЗ-118А.

.4. Осциллограф С1-65А

.5. Блок питания «Электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

5. Работа с графиками

5.1. По результатам расчета должна быть построена АЧХ каскада предварительного усилителя и определена нижние и верхние граничные частоты на уровне -3дБ от максимально коэффициента усиления в области средних частот

5.2. По результатам расчета должна быть построена АХ каскада предварительного усилителя и определен размах первого и второго каскада. Размах определяется по месту разветвления кривой АХ и прямой линии на самом крутом участке АХ.

6. Задание на работу

6.1. Получить у преподавателя исходные данные для выполнения
лабораторной работы.

6.2 Зарисовать принципиальную схему исследуемого КПУ.

6.3 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику
КПУ.

6.4. Снять и построить амплитудную характеристику КПУ

6.5. Измерить входное сопротивление КПУ.

6.6. Составить отчёт согласно приложению.

6. Литература

5.1. Цыкина А.В. «Усилители».

5.2. Цикин ГС. «Электронные усилители».

5.3. Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование усилителя напряжения низкой частоты

ОТЧЁТ

о лабораторной работе №2

Вариант №....

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик КПУ.

1.2. Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппаратурой используемой в работе.

2. Оборудование

2.1.Универсальный лабораторный макет.

2.2.Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3. Генератор ГЗ-118А.

2.4. Осциллограф С1-65А.

2.5. Блок питания «Электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис.1

Рис. 1

4. Результаты исследований

4.1 Условия снятия амплитудно-частотной характеристики

усилителя напряжения низкой частоты

Ек= ....

Uвх= ....

Таблица 1

F, Гц

U_к1, В

U_к2, В

K₁, дБ

K₂, дБ

4.2 Коэффициент усиления напряжения усилителя низкой
частоты

Uвых

K_u (dБ) = 20lg Uвх

4.3 По результатам расчёта построена АЧХ усилителя
напряжения низкой частоты

4.4 Условия снятия амплитудной характеристики усилителя

напряжения низкой частоты Ек=....

F = ….

Таблица 2

Uвх,мВ
Uк1,мВ
Uк2,мВ

4.5 По результатам расчёта построена АХ усилителя напряжения низкой частоты

4.6 Условия измерения входного сопротивления :
Ек=....
F =...................

Uг:=.... Таблица 3

R	Uвх	U_R	Uг	Iвх	R вх

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

5.Выводы

5.1. ……

5.2. ……

5.3. …….

5.4. …….

В выводах указать:

1. Чем вызывается завал АЧХ на низких частотах?

2. Чем вызывается частотные искажения на верхних частотах?

3. Как осуществляется эмиттерная стабилизация?

4. Как осуществляется подача напряжения смещения на базу?

Лабораторная работа №3

Исследования эмиттерного повторителя

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик ЭП.

1.2 Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппаратурой, используемой в работе.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

3.1 Универсальный лабораторный макет.

3.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3 Генератор ГЗ-118А.

3.4 Осциллограф С1-65А

3.5 Блок питания «Электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис 1

5. Работа с графиками

5.1. По результатам расчета должна быть построена АЧХ каскада и определена нижние и верхние граничные частоты на уровне -3дБ от максимально коэффициента усиления в области средних частот

6. Задание на работу

6.1 Получить у преподавателя исходные данные для выполнения
лабораторной работы.

6.2 Зарисовать принципиальную схему исследуемого ЭП.

6.3 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику ЭП.

6.4 Снять и построить амплитудную характеристику ЭП

6.5 Измерить входное сопротивление ЭП.

6.6 Составить отчёт согласно приложению.

7 Литература

7.1 Цыкина А.В. «Усилители»?

7.2 Цикин Г.С. «Электронные усилители».

7.3 Справочник по интегральным микросхемам под редакцией Тарабрина.

Исследование эмиттерного повторителя

ОТЧЁТ

о лабораторной работе №3

Вариант №....

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик ЭП.

1.2. Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппаратурой, используемой в работе.

2. Оборудование

2.1. Универсальный лабораторный макет.

2.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3. Генератор ГЗ-118А,ГЧ-НА,
2.4- Осциллограф С1-65А

2.5. Блок питания «Электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис.1.

4. Результаты исследований

4.1 Условия снятия амплитудно-частотной характеристики ЭП Ек=....

Таблица 1

F, Гц

2*10³

5*10³

10*10³

20*10³

50*10³

100*10³

200*10³

500*10³

1000*10³

2*10⁶

5*10⁶

10*10⁶

Uвых В

Uвых,В

K, дБ

4.2 Коэффициент усиления напряжения ЭП

Uвых

Ku (dB) = 20lg Uвх

4.3 По результатам расчёта построена АЧХ ЭП

4.3 Условия снятия амплитудной характеристики ЭП

Ek = ….

F= ….

Таблица2

Uвх, мВ

Uвых, В

Продолжение таблицы2

Uвх, мВ
Uвых, В

4.5 По результатам расчёта построена АХ ЭП

4.6 Условия измерения входного сопротивления Ек=....

F = …..

Uг = ….

Таблица 3

R	Uвх	U_R	Uг	Iвх	Rвх

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

5.1....

5.2....

5.3....

5.4....

5.5....

5.6....

5.7....
5.8…..

Лабораторная работа №4

Исследование усилителя с общей ООС

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик усилителя с общей ООС.

2. Краткие теоретические требования

3. Оборудование

3.1. Универсальный лабораторный макет.

3.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3 Генератор ГЗ-118А, Г^ЧВЬ.

3.4 Осциллограф С1-65А.

3.5 Блок питания «Электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

5. Работа с графиками

6. Задание на работу

6.1 Получить у преподавателя исходные данные для выполнения
лабораторной работы.

6.2 Зарисовать принципиальную схему исследуемого усилителя с
общей ООС

6.3 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику
усилителя с общей ООС

6.4 Снять и построить амплитудную характеристику усилителя с
общей ООС

6.5 Измерить входное сопротивление усилителя с общей ООС

6.6 Составить отчёт согласно приложению.

7. Литература

7.1 Цыкина А.В. «Усилители З?.

7.2 Цмкин Г.С. «Электронные усилители»

7.3 Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование усилителя с общей ООС

ОТЧЁТ

о лабораторной работе №4

Вариант №...

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами снятия характеристик усилителя с общей ООС.

1.2 Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппаратурой.используемой в работе.

2. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет.

2.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3 Генератор ГЗ-118А.

2.4. ОсциллографС1-65А

2.5, Блок питания «Электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис.1.

4. Результаты исследований

4.1 Условия снятия амплитудно-частотной характеристики усилителя Е_к=...

Uвх=...

Таблица 1

F,Гц

1*10³

2*10³

5*10³

1*10⁴

2*10⁴

5*10⁴

1*10⁵

2*10⁵

5*10⁵

1*10⁶

О О С

U к1, В

U к2, В

П О С

U к1, В

U к2, В

О О С

Ku1 (Дб)

Ku2 (Дб)

П О С

Ku1 (Дб)

Ku2 (Дб)

4.2 Коэффициент усиления напряжения усилителя с общей ООС

4.3 По результатам расчёта построена АЧХ усилителя с общей ООС

4.4 Условия снятия амплитудной характеристики усилителя с общей ООС

Е_к=...

F= ...

Таблица 2

Uвх, мВ
Uk₂, ООС,мВ
Uk₂, ПОС,мВ

4.5 По результатам расчёта построена АХ усилителя с общей

ООС

4.6 Условия измерения входного сопротивления :

Ек=....

F =.....

Uг = …

Таблица 3

Вид ОС	R	Uвх	U г	U_R	Iвх	Rвх
ООС
ПОС

5.1 ....

5.2 ....

5.3 ....

5.4 ....

5.5 ....
5.6

Лабораторная работа №5

Исследования усилителя постоянного тока

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами

снятия характеристик УПТ

1.2. Приобретение учащимися практических навыков по работе с

радиоизмерительной аппаратурой используемой в работе.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

3.1. Универсальный лабораторный макет.

3.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3. Генератор ГЗ-118А.

3.4. Осциллограф С1-65А

3.5. Блок питания «Электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1

5. Работа с графиками

5.1 Характеристика дрейфа нуля должна иметь вид:

6. Задание на работу

6.1 Получить у преподавателя исходные данные для выполнения лабораторной работы.

6.2 Зарисовать принципиальную схему исследуемого УПТ

6.3 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику УПТ

6.4 Измерить дрейф нуля УПТ.

6.5 Снять и построить амплитудную характеристику УПТ.
6.6 Измерить входное сопротивление УПТ.

6.7 Составить отчёт согласно приложению.

7. Литература

7.1. Цыкина А.В. «Усилители»

7.2. Цикин Г.С. «Электронные усилители»

7.3. Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование усилителя постоянного тока

ОТЧЁТ

о лабораторной работе №5

Вариант №....

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами снятия характеристик УПТ.

1.2. Приобретение учащимися практических навыков по работе с радиоизмерительной аппаратурой, используемой в работе.

2. Оборудование

2.1. Универсальный лабораторный макет.

2.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3. Генератор ГЗ-118А.

2.4. Осциллограф С1-65А , 2.5. Блок питания «Электроника».

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис.1

4. Результаты исследований

4.1. Условия измерения дрейфа нуля УПТ:

Ek = 7.2

Uвых = 0

Таблица 1

t (мин)
U вых.др. (мВ)

4.2. По результатам измерений построить характеристики дрейфа нуля

4.3. Условия снятия амплитудно-частотной характеристики УПТ:

Ek = 7.2.

U вх = ….

Таблица 2

F, Гц

Uвых,В

K, дБ

4.4. Коэффициент усиления напряжения УПТ

Uвых

Ku (dB) = 20lg Uвх

4.5. По результатам расчета построена АЧХ УПТ

4.6. Условия снятия амплитудной характеристики УПТ

Ek = 7.2

F = ….

Таблица 3

Uвх, мВ
Uвых, мв

4.7. По результатам расчета построена АХ УПТ

4.8. Условия измерения входного сопротивления:

Ek = 7.2 В

F = ….

Uг = …..

Таблица 4

R	U вх	U_R	Uг	Iвх	Rвх

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

5. Выводы

5.1 ….

5.2 ....

5.3 ....

5.4 ....

5.5 ....

5.6 ....

5.7 ....

5.8 ....

В выводах указать:

1. Назначение УПТ.

2. Особенности УПТ.

3. Объяснить завал АЧХ в области ВЧ -

4. Объяснить , почему коэффициент усиления на низкой частоте
равен коэффициенту усиления на средней частоте.

5. Указать разновидности УПТ

6. Указать тип используемого УПТ в макете.

7. Что такое дрейф нуля?

8. Указать способы уменьшения дрейфа нуля.

Лабораторная работа №6

Исследования дифференциального усилителя

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик ДУ

1.2 Приобретение учащимися практических навыков по работе с
радиоизмерительной аппаратурой используемой в работе.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование
3.1. Универсальный лабораторный макет.

3.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3 Милливольтметр цифровой В7-35 -2 шт.
3.4. Генератор ГЗ-118А.

2.5. ОсциллографС1-65А.

2.5. Блок питания «Электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

5. Задание на работу

5.1. Снять передаточную характеристику ДУ, определить по ней
коэффициент усиления дифференциального сигнала.

5.2. Косвенно измерить для дифференциального сигнала входное
сопротивление ДУ.

5.3 Снять и построить амплитудную характеристику ДУ

5.4 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику ДУ.

6. Подготовка к работе

6.1. Подключить лабораторный макет ДУ к универсальному источнику питания. Установить на источнике заданное преподавателем в пределах от 10 до 14 В напряжение коллекторного питания Ек.

6.2 Подключить вольтметр постоянного тока к гнёздам 1 и 9. Перемещая движок переменного резистора R9 , добиться нулевых показаний вольтметра. В дальнейшем периодически проверять «нуль» ДУ.

7. Снятие передаточной характеристики

7.1. Собрать схему рис.2, где VI и У2 вольтметры постоянного тока . Гнездо «*» вольтметра VI должно быть соединено с гнездом 8 макета, а гнездо «*» вольтметра V2 гнездом 1 макета.

Рис.2.

Таблица 2

R	Uвх	U	Uг	Iвх	Rвх

Снятие амплитудной характеристики

Собрать схему рис.4, где VI и V2 - электронные вольтметры ВЗ-38А. Сигнал на вход усилителя подавать с выхода П генератора ГЗ-118. Включить Ек. Установить на генераторе частоту F = 1 кГц

Рис.4.

Изменяя входное напряжение через 100 мВ до 800 мВ, изменять Uвх и Uк2. Полученные результаты свести в табл.3.

Таблица 3

Uвх, мВ
U к2, В

По данном таблицы 3 построить АХ. Примерный вид показан на рис.5. На характеристике указать точку А , соответствующую концу линейного участка ОА. Для точки А определить максимальную амплитуду входного напряжения Uвх.мах, при которой отсутствуют заметные нелинейные искажения усиленного сигнала.

9. Снятие частотной характеристики

Собрать схему рис.4, изменяя частоту генератора Р в соответствии с таблицей 4 (от 20 Гц до 200 кГц) и поддерживая Uвх = 200 мВ, снять зависимость амплитуды напряжения на коллекторе транзистора VТ2 Uк2 от частоты входного сигнала Р. Для каждой частоты рассчитать коэффициенты усиления для второго выхода по формуле .

К2 = Uк2/Uвх

Отсоединить вольтметр V2 от гнезда 9 и подключить его к гнезду 1

макета. Изменяя F от 20 Гц до 200 кГц и поддерживая Uвх = 200мВ,

снять зависимость Uк1 от F

Вычислить коэффициенты усиления для первого выхода по

формуле.

К1 = Uк1 / Uвх

Результаты измерений и вычислений свести в таблице 4.

Таблица 4

F, Гц

*•

Uк1,В

Uк2,В

К1.ДБ

К2,дБ

По данным таблицы 4 построить в полулогарифмическом масштабе частотные характеристики К1 = 2(F) и К2 = 2(F). Их примерный вид показан на рис.6 и 1\ На уровне 0,707 КО, где КО - коэффициент усиления при Р =2 кГц, определить верхнюю граничную частоту полосы пропускания Fв для нагруженного выхода ДУ

10.Указания к отчету

Составить отчёт о выполненной работе, который должен содержать

1) Цель работы ;

2) Состав оборудования ;

3) Схему лабораторного макета ;

4) Схемы измерений ;

5) Таблицы с полученными результатами ;

6) Графики снятых характеристик ;

7) Расчётные формулы ;

8) Найденные значения Кд, Uвх.мах и Fв

9) Выводы по работе

В выводах указать:

а) Что понимают под входным дифференциальным сигналом ДУ ;

б) От чего зависит Кд ДУ ;

в) Как можно увеличить Rвх.д ДУ ;

г) Чем ограничивается Uвх.мах ;

д) почему происходит завал АЧХ у нагруженного ДУ •

11. Литература

11.1 Цыкина А.В. «Усилители»

11.2. Цыкин Г.С. «Электронные усилители»

11.3. Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Отчет

о лабораторная работа №6

Исследования дифференциального усилителя

1. Цель работы

1.1. Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик ДУ

2. Оборудование
2.1. Универсальный лабораторный макет.

2.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3 Милливольтметр цифровой В7-35 -2 шт.
2.4. Генератор ГЗ-118А.

2.5. ОсциллографС1-65А.

2.5. Блок питания «Электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

4. Снятие передаточной характеристики

4.1. Собрать схему рис.2, где VI и У2 вольтметры постоянного тока . Гнездо «*» вольтметра VI должно быть соединено с гнездом 8 макета, а гнездо «*» вольтметра V2 гнездом 1 макета.

Рис.2.

Uвх, мВ

U к2, В

Таблица 2

R	Uвх	U	Uг	Iвх	Rвх

Снятие амплитудной характеристики

Рис.4.

Изменяя входное напряжение через 100 мВ до 800 мВ, изменять Uвх и Uк2. Полученные результаты свести в табл.3.

Таблица 3

Uвх, мВ
U к2, В

6. Снятие частотной характеристики

К2 = Uк2/Uвх

Отсоединить вольтметр V2 от гнезда 9 и подключить его к гнезду 1

макета. Изменяя F от 20 Гц до 200 кГц и поддерживая Uвх = 200мВ,

снять зависимость Uк1 от F

Вычислить коэффициенты усиления для первого выхода по

формуле.

К1 = Uк1 / Uвх

Результаты измерений и вычислений свести в таблице 4.

Таблица 4

F, Гц

*•

Uк1,В

Uк2,В

К1.ДБ

К2,дБ

10.Указания к отчету

Составить отчёт о выполненной работе, который должен содержать

10) Цель работы ;

11) Состав оборудования ;

12) Схему лабораторного макета ;

13) Схемы измерений ;

14) Таблицы с полученными результатами ;

15) Графики снятых характеристик ;

16) Расчётные формулы ;

17) Найденные значения Кд, Uвх.мах и Fв

18) Выводы по работе

В выводах указать:

а) Что понимают под входным дифференциальным сигналом ДУ ;

б) От чего зависит Кд ДУ ;

в) Как можно увеличить Rвх.д ДУ ;

г) Чем ограничивается Uвх.мах ;

д) почему происходит завал АЧХ у нагруженного ДУ •

11. Литература

11.2 Цыкина А.В. «Усилители»

11.2. Цыкин Г.С. «Электронные усилители»

11.4. Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Лабораторная работа №7

Исследование операционного усилителя

1. Цель работы

1.1. Целью работы является: исследование операционного усилителя (ОУ) - измерение коэффициента усиления с обратной связью на постоянном токе, снятие частотной и амплитудной характеристик, ознакомление с режимом перегрузки ОУ

2. Краткие теоретические сведения.

3. Исследуемая схема

4. Состав аппаратуры

3.1. Генератор звуковой частоты - 1 шт.

3.2. Электронный вольтметр ВЗ-38А - 2 шт.

3.3. Вольтметр постоянного тока Ц4324 - 2 шт.

3.4. Электронный осциллограф С1-65 - 1 шт.

3.5. Блок питания «Электроника» -1 шт.

4. Схема подключения приборов

5. Порядок выполнения работы

5.1. Подключить кабель питания лабораторного макета к выходам стабилизированного напряжения двухполярного блока питания. Установить по вольтметру блока питания на его обоих выходах напряжение 15В.

5.2. Измерить Ки ОУ по постоянному току. К выходу операционного усилителя (гнёзда 9,10 подключить вольтметр постоянного тока Ц4324 с пределом 0,6В). Переменным резистором К7 «Уст.О» изменять напряжение на неинвертирующем входе ОУ до получения нулевых показаний вольтметра на выходе ОУ. На вход (гнезда Х5,Х6) подключить вольтметр Ц4324. Гнёзда Х1,Х7 соединить перемычкой, переменным резистором КЗ установить входное напряжение Ывх1 = 20 мВ. Вторым вольтметром Ц4324 измерить выходное напряжение операционного усилителя Увых1. Снять перемычку с гнезда Х1 и гнезда Х7. Соединить перемычкой гнёзда Х1.Х8. Поменять полярность включения вольтметров Ц4324. Переменным резистором К8 установить 11в^1х2. Снять перемычку с гнёзд Х1 ,Х8. Определить коэффициент усиления по постоянному току

Ко = (Uвых2 - Uвых1) / (Uвх1 - Uвх2)

Данные занести в таблицу 1

Таблица 1

Uвх1, мВ	Uвх2, мВ	Uвых1, мВ	Uвых2, мВ	K₀

5.3. Снять частотную характеристику ОУ с обратной связью. К гнёздам Х1,Х2 подключить генератор сигналов ГЗ-33, к гнёздам Х5.Х6 - вольтметр ВЗ-38А для измерения входного напряжения, к гнёздам Х9,Х10 - выходной вольтметр ВЗ-38А. Изменяя выходное напряжение усилителя на разных частотах и определить коэффициент усиления

К= Uвых / Uвх

Данные измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

F, Гц

Uвых, В

К, дБ

По данным таблицы построить АЧХ ОУ

5.4. Снять АХ. Установить на входе ОУ частоту 1кГц. Изменяя амплитуду входного напряжения согласно таблице 3,измерять амплитуду выходного напряжения. Данные занести в таблицу 3

Таблица 3

Uвх,мВ
Uвых,мВ

По данным таблицы 3 построить амплитудную характеристику.

Определить Uвх.мах, при котором начинается загиб характеристики.

5.5. Исследовать форму входного сигнала ОУ. Подключить к гнёздам
ХЗ,Х4 осциллограф С1-65. Установить на генераторе частоту 1
кГц и по первому вольтметру 11вх = 20 мВ. Снять с осциллографа
осциллограмму входного напряжения ОУ.

5.6. Исследовать форму выходного сигнала ОУ. Подключить к
гнёздам Х11 ,Х12 осциллограф С1 -65.

5.7. Снять с осциллографа осциллограмму выходного напряжения и
убедиться , что 1)вых изменяется по синусоедальному закону.
Сравнить осциллограммы входного и выходного напряжения ОУ.

5.8. Исследовать режим перегрузки ОУ, на вход ОУ подать 11вх, при
котором наблюдается заметные искажения формы выходного
напряжения ОУ. Снять с осциллографа осциллограмму
выходного напряжения и сравнить её с предыдущей. Измерить
1)вх и убедиться, что оно превышает Увх.мах

6. Контрольные вопросы

6.1. Почему операционные усилители находят широкое применение в
электронной технике?

6.2. Чем объяснить необходимость большого коэффициента
усиления в ОУ?

6.3. Назначение выходов ОУ

6.4. Назначение внешних элементов ОУ

Исследование операционного усилителя

Отчет

О лабораторной работе №7

1. Цель работы

2. Исследуемая схема

3. Состав аппаратуры

3.1. Генератор звуковой частоты - 1 шт.

3.2. Электронный вольтметр ВЗ-38А - 2 шт.

3.3. Вольтметр постоянного тока Ц4324 - 2 шт.

3.4. Электронный осциллограф С1-65 - 1 шт.

3.5. Блок питания «Электроника» -1 шт.

Ко = (Uвых2 - Uвых1) / (Uвх1 - Uвх2)

Данные занести в таблицу 1

Таблица 1

Uвх1, мВ	Uвх2, мВ	Uвых1, мВ	Uвых2, мВ	K₀

К= Uвых / Uвх

Данные измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

F, Гц

Uвых, В

К, дБ

По данным таблицы построить АЧХ ОУ

Таблица 3

Uвх,мВ
Uвых,мВ

По данным таблицы 3 построить амплитудную характеристику.

Определить Uвх.мах, при котором начинается загиб характеристики.

Лабораторная работа №8

Исследования широкополосного усилителя

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами снятия характеристик широкополосного усилителя.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

3.1 Универсальный лабораторный макет.

3.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3. Генератор ГЗ-118А.

3.4 Генератор ГСС Г4-18А -

3.5, Блок питания «Электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

5. Работа с графиками

6. Задание на работу

6.1. Получить у преподавателя исходные данные для выполнения
лабораторной работы.

6.2. Зарисовать принципиальную схему исследуемого
широкополосного усилителя,

6.3. Снять и построить амплитудно-частотную характеристику
широкополосного усилителя.

6.4. Снять и построить амплитудную характеристику
широкополосного усилителя,

6.5. Измерить входное сопротивление широкополосного

усилителя. 4.6 - Составить отчёт согласно приложению.

7. Литература

7.1. Цыкина А.В. «Усилители»

7.2. Цщин Г.С. «Электронные усилители»

7.3. Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование широкополосного усилителя

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №8

Вариант №....

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами снятия характеристик широкополосного усилителя,

1.2. Приобретение учащимися практических навыков по работе с радиоизмерительной аппаратурой, используемой в работе.

2. Оборудование

2.1. Универсальный лабораторный макет.

2.2. Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3. Генератор ГЗ-118А.

2.4. Генератор ГСС Г4-18А .

2.5. Блок питания «Электроника»,

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис.1.

4. Результаты исследований

4.1 Условия снятия амплитудно-частотной характеристики усилителя

Ek = …

Uвх = …..

Таблица 1

F, Гц

Uвых.без нч и вч, В

Uвых. с нч, В

Kвых.без нч и вч, В

Kвых. с нч, В

4.2. Коэффициент усиления напряжения широкополосного
усилителя Uвых

Ku (dБ) = 20 lg Uвх

4.3 По результатам расчёта построена АЧХ широкополосного
усилителя

4.4. Условия снятия амплитудной характеристики широкополосного усилителя

Uвх, мВ
U вых. без нч и вч, В
U вых. с нч, В
U вых. с вч, В

4.5 По результатам расчета построить АЧХ широкополосного усилителя

4.6. Условия измерения входного сопротивления

Ек = …..

F = ….

Uг = ….

Таблица 3

	R	Uвх	U	Uг	Iвх	Rвх
Uвых без нч и вч, В
Uвых с нч, В
Uвых с нч, В

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

5. Выводы

5.1. ……

5.2. …….

5.3. ……

5.4. …….

Лабораторная работа №9

Исследование однотактного трансформаторного усилителя низкой

Частоты

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с эксперементальными методами снятия характеристик однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты.

12 Приобретение учащимися практических навыков по работе с радиоизмерительной аппаратурой используемой в работе.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

3.1 Универсальный лабораторный макет.

3.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3 Генератор ГЗ-118А.

3.4 Осциллограф С1-65А

3.5 Блок питания «электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1. 4. Задание на работу

5. Работа с графиками

4.1 Получить у преподавателя исходные данные для выполнения лабораторной работы.

4.2. Зарисовать принципиальную схему исследуемого
однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты

4.3. Снять и ггостороить амплитудно-частотную характеристику
однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты

4.4. Снять и построить амплитудную характеристику однотактного
усилителя низкой частоты.

4.5. Измерить входное сопротивление однотактного
трансформаторного усилителя низкой частоты.

4.6. Измерить степень влияния величины нагрузки на
коэффициент усиления транзистора

4.7. Составить отчёт по работе согласно приложению

5. Литература

5.1 Цыкина А.В. «Усилители

5.2 Цикин Г.С. «Электронные усилители»

5.3 Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование однотактного трансформаторного усилителя низкой

частоты

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №9

Вариант №....

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик однотактного трансформаторного усилителя
низкой частоты.

2. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет.

2.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3 Генератор ГЗ-118А.

2.4 Осциллограф С1-65А

2.5 Блок питания «электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис.1.

4. Результаты исследований

4.1 Условия снятия амплитудно-частотной характеристики однотактного усилителя низкой частоты

Ек = ……

Uвх = …..

Таблица 1

F, Гц

Uвых,В

K, дБ

4.2. Коэффициент усиления однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты

Uвых

Ku (dB) = 20lg Uвх

4.3. По результатам расчета построена АЧХ однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты

4.4. Условия снятия амплитудной характеристики однотактного трансформаторного усилителя низкой частоты

Ек= ……

F= ……

Таблица 2

Uвх, мВ
Uвых, мВ

4.5. По результатам расчета построена АХ однотактного усилителя низкой частоты

4.6. Условия измерения входного сопротивления

Ek = ……

F = ……

Uг = ……..

Таблица 3

R	U вх	U_R	Uг	Iвх	Rвх

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

4.7. Основные качественные показатели усилителя

Условия измерений

Ек = ……

Uвх = …..

F = …..

Таблица 4

Rн	Uвых	Ku	Pвых	P₀	Ek	I потр	η, %

η = ( Pвых \ P₀)*100%

Pвых = Uвых² \ Rн

P₀= Ек* I потр

4.8 Условия измерений степени влияния нагрузки

Ек = ……

Uвх = …..

F = …..

Таблица 5

n, дел
Uвых
Ku, dБ

5. Выводы

5.1. …

5.2. …

5.3. …

5.4. …

В выводах указать:

1. Назначение однотактного трансформаторного усилителя низкой
частоты

2. Чем вызвано увеличение нелинейных искажений при усилении
транзистором входного напряжения в области ВЧ ?

3. Объяснить назначение элементов в однтактном
трансформаторном усилителе низкой частоты

4. Чем вызвано изменение коэффициента усиления на низких и
высоких частотах ?

Лабораторная работа №10

Исследование двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой частоты

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик двухтаткного бестрансформаторного
усилителя низкой частоты.

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

3.1Универсальный лабораторный макет.

3.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

3.3 Генератор ГЗ-118А.

3.4 Осциллограф С1-65А

3.5 Блок питания «электроника»

4. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

5. Работа с графиками

6. Задание на работу

6.1 Получить у преподавателя исходные данные для выполнения
лабораторной работы.

6.2 Зарисовать принципиальную схему исследуемого
двухтайГного бестрансформаторного усилителя низкой
частоты

6.3 Снять и пострроить амплитудно-частотную характеристику
двухта^кного бестрансформаторного усилителя низкой
частоты

6.4 Снять и построить амплитудную характеристику двухтажйного
усилителя низкой частоты.

6.5 Измерить входное сопротивление двухтаКлного
бестрансформаторного усилителя низкой частоты.

6.6. Измерить основные параметры усилителя.

6.7. Составить отчёт согласно приложению.

6. Литература

7.1 Цыкина А.В. «Усилители

7.1 Цикин Г.С. «Электронные усилители»

7.1 Справочник по интегральным микросхемам под редакцией
Тарабрина.

Исследование двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой

частоты

ОТЧЁТ

о лабораторной работе №10

Вариант №....

1. Цель работы

1.1 Практическое ознакомление с экспериментальными методами
снятия характеристик двухтактного бестрансформаторного
усилителя низкой частоты.

2. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет.

2.2 Милливольтметр ВЗ-38А - 2шт.

2.3 Генератор ГЗ-118А.

2.4 Осциллограф С1-65А

2.5 Блок питания «электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

4. Результаты исследований

4.1. Условия амплитудно-частотной характеристики двухтактного усилителя мощности

Ек = …….

Uвх = ……

Таблица 1

F, Гц

Uвых,В

K, дБ

4.2.Коэффициент усиления двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой частоты

Uвых

Ku (dB) = 20lg Uвх

4.3По результатам расчета построена АЧХ двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой частоты

4.4. Условия снятия амплитудной характеристики двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой частоты

Ек = …….

F = …….

Таблица 2

Uвх, мВ
Uвых, мВ

4.5. По результатам расчета построена АХ двухтактного усилителя низкой частоты

4.6. Условия измерения входного сопротивления

Ек = …..

F = …..

Uг = …..

Таблица 3

R	U вх	U_R	Uг	Iвх	Rвх

U_R = Uг - U вх

Iвх = U_R \ R

Rвх = Uвх \ Iвх

4.7. Условие измерений основных параметров усилителя

Ек = ……

Uвх = …..

Таблица 4

Rн	Uвых	Ku	I потр	Eпит	η, %

η = (Uвых² \ P_н* I потр* Eпит)*100%

5. Выводы

5.1. …

5.2. …

5.3. …

5.4. …

В выводах указать:

1. Назначение двухтактного бестрансформаторного усилителя низкой частоты

2. Чем вызвано увеличение нелинейных искажений при усилении транзистором входного напряжения в области НЧ?

3. Объяснить назначение элементов в двухтактном бестрансформаторном усилителе низкой частоты

4. Чем вызвано изменение коэффициента усиления на низких и высоких частотах?

Лабораторная работа №11

Исследование схем выпрямления

1. Цель работы

1.1 Целью работы является получение навыков по исследованию однополупериодных и мостовых схем выпрямления с емкостными фильтрами

2. Краткие теоретические сведения

3. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет.

2.1 Вольтметр В7-26

2.1 Ц43-24

2.1 Блок питания «электроника»

4. Схема лабораторной установки Схема показана на рис. 1.

5. Задание на работу

5.1 Снять и построить вольтамперную характеристику
однополупериоднои схемы .

5.2 Снять и построить вольтамперную характеристику мостовой
схемы

5.3 Измерить величину пульсаций в однополупериоднои и
мостовой схемах

5.4 Измерить величину пульсаций в однополупериоднои и
мостовой схем при работе на емкостную нагрузку

5.5 Зарисовать осциллограммы

5.6 Составить отчёт

5.7 Написать выводы по работе

5. Снятие вольтампернои характеристики однополупериоднои и

мостовой схем

5.1 Условия измерений: Uвх~ = ....

C1 и C2 – выключены

Iо(мА)

Uо(В)

Однополупериодная схема

Мостовая схема

6. Измерение величины пульсаций

6.1. Условия измерений

Uвх~ = .... С1= …. С2=…..

Iо(mА)

Однополупериодная схема

Uпульс, В

Вх

Вых

Кпвых

Вх

Вых

Мостовая схема

Кпульс, В

Вх

Вых

Кпвых

Вх

Вых

Uпульс.

Кп.вх= U₀(C- отключены)

Uпульс.

Кп.вх= U₀(C- включены)

7. Коэффициент сглаживания определить по формуле

q = Кп.вх \ Кп. Вых

9. Совмещенные во времени осциллограммы

9. Отчёт должен содержать

9.1 Цель работ

9.2 Схему лабораторного макета

9.3 Таблицы и графики

9.4 Формулы для расчёта

9.5 Осциллограммы

9.6 Выводы по работе

10. В выводах указать

10.1 Какие бывают фильтры, и какой тип фильтра используется в
данной работе?

10.2 Чем характеризуется любой фильтр

10.3 Объяснить вид осциллограмм для однополупериодной и
мостовой схем

10.4 Почему у однополупериодной схемы коэффициент пульсаций
больше?

10.5 Почему при увеличении тока в нагрузке коэффициент
пульсации увеличивается?

11. Литература

11.1 Цыкин А.В. «Электропитающие устройства». - М. Радио и связь, 1982г.

Исследование схем выпрямления

Отчет

о лабораторная работе №11

1. Цель работы

2. Оборудование

2.1.Универсальный лабораторный макет.

2.2.Вольтметр В7-26

2.3.Ц43-24

3.4.Блок питания «электроника»

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

5.1 Условия измерений: Uвх~ = ....

C1 и C2 – выключены

Iо(мА)

Uо(В)

Однополупериодная схема

Мостовая схема

6. Измерение величины пульсаций

6.1. Условия измерений

Uвх~ = .... С1= …. С2=…..

Iо(mА)

Однополупериодная схема

Uпульс, В

Вх

Вых

Кпвых

Вх

Вых

Мостовая схема

Кпульс, В

Вх

Вых

Кпвых

Вх

Вых

Uпульс.

Кп.вх= U₀(C- отключены)

Uпульс.

Кп.вх= U₀(C- включены)

7. Коэффициент сглаживания определить по формуле

q = Кп.вх \ Кп. вых

8. Совмещенные во времени осциллограммы

9. Отчёт должен содержать

9.1. Цель работ

9.2. Схему лабораторного макета

9.3. Таблицы и графики

9.4. Формулы для расчёта

9.5. Осциллограммы

9.6. Выводы по работе

10. В выводах указать

11. Литература

11.1 Цыкин А.В. «Электропитающие устройства». - М. Радио и связь, 1982г.

Лабораторная работа №12

Исследование компенсационного стабилизатора напряжения

1. Цель работы

1.1 Целью работы является получение навыков по исследованию компенсационного стабилизатора напряжения

2. Краткие теоретические сведения

2. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет. -1 шт.

2.2 Вольтметр В7-27 -1 шт.

2.3 Осциллограф С1-68-1шт.

2.4 Блок питания «электроника» -1 шт.

2.5 Тестер Ц4324 - 2шт.

2.6 Вольтметр ВЗ-38А - 1 шт.

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

4. Измерение коэффициента стабилизации постоянного

напряжения Коэффициент стабилизации рассчитан по формуле:

Кет = ∆Uвх / Uвх : ∆Uвых / Uвых

Данные занесены в таблицу 1 и построен график Кcт = f (Uвх)

Таблииа1

Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст
Rн =	Rн =	Rн =

5. Измерение коэффициента пульсаций выходного напряжения Коэффициент пульсаций рассчитан по формуле:

Кп = Uвых/U₀ *100%

Данные занесены в таблицу 2 и построен график Кп= f(Iн)

Таблица 2

Uвх =
Rн.кОм	Iн,мА	Uвых~,мВ	Кп,%

6. Измерение КПД стабилизатора при изменении сопротивления нагрузки (табл.3) и выходного напряжения (табл.4)

КПД стабилизатора рассчитан по формуле:

η = ( Iн*U_н/ Iвх *Uвх)*100%

Данные занесены в таблицу 3 и 4 и построены графики

Uвх~ =
Rн.Ом	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

Rн =	Rн =	Rн =
Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

7. Отчёт должен содержать

7.1 Цель работ

7.2 Схему лабораторного макета

7.3 Таблицы и графики

7.4 Формулы для расчёта

7.5 Осциллограммы

7.6 Выводы по работе

8. В выводах указать

8.1 Зависит ли Кет от величины нагрузки?

8.2 Почему Кп~ зависит от величины нагрузки?

8.3 Что необходимо сделать, чтобы поднять КПД стабилизатора?

8.4 Почему при увеличении тока в нагрузке, выходное
напряжения падает?

8.5 Где используют стабилизаторы?

8.6 Разновидности стабилизаторов?

8.7 Зависит ли Кп~ от частоты питания?

9. Литература

9.1 Цыкин А.В. «Электропитающие устройства». - М. Радио и связь, 1982г.

Исследование компенсационного стабилизатора

Отчет о лабораторной работе №12

1. Цель работы

1.1 Целью работы является получение навыков по исследованию компенсационного стабилизатора напряжения

2. Оборудование

2.1. Универсальный лабораторный макет. -1 шт.

2.2. Вольтметр В7-27 -1 шт.

2.3. Осциллограф С1-68-1шт.

2.4. Блок питания «электроника» -1 шт.

2.5. Тестер Ц4324 - 2шт.

2.6. Вольтметр ВЗ-38А - 1 шт.

3. Схема лабораторной установки Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

4. Измерение коэффициента стабилизации постоянного

напряжения Коэффициент стабилизации рассчитан по формуле:

Кет = ∆Uвх / Uвх : ∆Uвых / Uвых

Данные занесены в таблицу 1 и построен график Кcт = f (Uвх)

Таблииа1

Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст
Rн =	Rн =	Rн =

5. Измерение коэффициента пульсаций выходного напряжения Коэффициент пульсаций рассчитан по формуле:

Кп = Uвых/U₀ *100%

Данные занесены в таблицу 2 и построен график Кп= f(Iн)

Таблица 2

Uвх =
Rн.кОм	Iн,мА	Uвых~,мВ	Кп,%

6. Измерение КПД стабилизатора при изменении сопротивления нагрузки (табл.3) и выходного напряжения (табл.4)

КПД стабилизатора рассчитан по формуле:

η = ( Iн*U_н/ Iвх *Uвх)*100%

Данные занесены в таблицу 3 и 4 и построены графики

Uвх~ =
Rн.Ом	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

Rн =	Rн =	Rн =
Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

7. Отчёт должен содержать

7.1.Цель работ

7.2.Схему лабораторного макета

7.3. Таблицы и графики

7.4. Формулы для расчёта

7.5. Осциллограммы

7.6. Выводы по работе

8. В выводах указать

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

8.6

8.7

9. Литература

9.1 Цыкин А.В. «Электропитающие устройства». - М. Радио и связь, 1982г.

Лабораторная работа №13

Исследование преобразователя постоянного напряжения

1. Цель работы

1.1 Целью работы является получение навыков по исследованию преобразователей постоянного напряжения

2. Краткие теоретические сведения

2. Оборудование

2.1 Универсальный лабораторный макет. -1шт.

2.2 Вольтметр В7-26 -1 шт.

2.3 Осциллограф С1 -49 -1 шт.

2.4 Блок питания «электроника» -1шт.

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

4. Задание на работу

4.1 Измерить выходное напряжение при изменении входного и
построить график.

4.2 Измерить частоту преобразователя постоянного напряжения
при изменении входного напряжения и построить график.

4.3 Измерить временные параметры преобразователя
постоянного напряжения.

4.4 Зарисовать осциллограммы

4.5 Составить отчёт

4.6 Написать выводы по работе

5. Измерение выходного напряжения при изменении входного напряжения

Uвх, В

Uвых, В

6. Измерение частоты преобразователя постоянного напряжения при изменении входного напряжения

Uвх, В

T, сек

F, Гц

Частоту определить по формуле

F= 1\ T

7. Измерение временных параметров преобразователя постоянного напряжения

Условия измерений:

Uвх= …..

Uвх	tфр_н	tср_н	Tu_н	tп_н	tосн_н	tвер_н	tзад.пер.	tзад.	Uпульс.

Время задержки переключений определяется по формуле

Tзад.пер.= | tср_к1 – tфр_к2|

8. Осциллограммы работы преобразователя постоянного

напряжения

9. Отчёт должен содержать

9.1 Цель работ

9.2 Схему лабораторного макета

9.3 Таблицы и графики

9.4 Формулы для расчёта

9.5 Осциллограммы

9.6 Выводы по работе

10. В выводах указать

10.1 Почему данный ППН относят к удвоителям частоты?

10.2 За счёт чего происходит удвоение частоты?

10.3 К какому типовому ППН относят данный макет?

10.4 Какие импульсы получаются на выходе прямоугольные или
трапецеидальные?

10.5 За счёт чего фронт больше чем срез?

Исследование преобразователя постоянного напряжения

Отчет о лабораторной работе №13

1. Цель работы

1.1 Целью работы является получение навыков по исследованию преобразователей постоянного напряжения

2. Оборудование

2.5 Универсальный лабораторный макет. -1шт.

2.6 Вольтметр В7-26 -1 шт.

2.7 Осциллограф С1 -49 -1 шт.

2.8 Блок питания «электроника» -1шт.

3. Схема лабораторной установки

Схема показана на рис. 1.

Рис. 1.

4. Измерение выходного напряжения при изменении входного напряжения

Uвх, В

Uвых, В

5. Измерение частоты преобразователя постоянного напряжения при изменении входного напряжения

Uвх, В

T, сек

F, Гц

Частоту определить по формуле

F= 1\ T

6. Измерение временных параметров преобразователя постоянного напряжения

Условия измерений:

Uвх= …..

Uвх	tфр_н	tср_н	Tu_н	tп_н	tосн_н	tвер_н	tзад.пер.	tзад.	Uпульс.

Время задержки переключений определяется по формуле

Tзад.пер.= | tср_к1 – tфр_к2|

7. Осциллограммы работы преобразователя постоянного

напряжения

7. В выводах указать

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

Лабораторная работа №14

«Исследование импульсного стабилизатора»

1. Цель работы: приобрести теоретические и практические навыки по исследованию ИСН релейного типа.

2. Краткие теоретические сведения

3.Оборудование и принадлежности

2.1. Макет ИСН

2.2. Тестер Ц4324 – 2шт

2.3. Блок питания «Электроника»

2.4. Вольтметр В3 – 38

2.5. Осциллограф С1-68

2.6. Вольтметр В7-27

4.Электрическая принципиальная схема

5/Измерение коэффициента стабилизации постоянного напряжения.

Коэффициент стабилизации рассчитан по формуле:

Кет = ∆Uвх / Uвх : ∆Uвых / Uвых

Данные занесены в таблицу 1 и построен график Кcт = f (Uвх)

Таблииа1

Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст
Rн =	Rн =	Rн =

6. Измерение коэффициента пульсаций выходного напряжения Коэффициент пульсаций рассчитан по формуле:

Кп = Uвых/U₀ *100%

Данные занесены в таблицу 2 и построен график Кп= f(Iн)

Таблица 2

Uвх =
Rн.кОм	Iн,мА	Uвых~,мВ	Кп,%

7. Измерение КПД стабилизатора при изменении сопротивления нагрузки (табл.3) и выходного напряжения (табл.4)

КПД стабилизатора рассчитан по формуле:

η = ( Iн*U_н/ Iвх *Uвх)*100%

Данные занесены в таблицу 3 и 4 и построены графики

Uвх~ =
Rн.Ом	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

Rн =	Rн =	Rн =
Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

8. Отчёт должен содержать

1. Цель работ

2. Схему лабораторного макета

3. Таблицы и графики

4. Формулы для расчёта

5. Осциллограммы

6. Выводы по работе

9. В выводах указать

1. Зависит ли Кет от величины нагрузки?

2. Почему Кп~ зависит от величины нагрузки?

3. Что необходимо сделать, чтобы поднять КПД стабилизатора?

4. Почему при увеличении тока в нагрузке, выходное
напряжения падает?

5. Где используют стабилизаторы?

6. Разновидности стабилизаторов?

7. Зависит ли Кп~ от частоты питания?

Исследование импульсного стабилизатора

Отчет о лабораторной работе №14

1. Цель работы: приобрести теоретические и практические навыки по исследованию ИСН релейного типа.

2. Оборудование и принадлежности

2.1. Макет ИСН

2.2. Тестер Ц4324 – 2шт

2.3. Блок питания «Электроника»

2.4. Вольтметр В3 – 38

2.5. Осциллограф С1-68

2.6. Вольтметр В7-27

3. Электрическая принципиальная схема

4. Измерение коэффициента стабилизации постоянного напряжения.

Коэффициент стабилизации рассчитан по формуле:

Кет = ∆Uвх / Uвх : ∆Uвых / Uвых

Данные занесены в таблицу 1 и построен график Кcт = f (Uвх)

Таблииа1

Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст	Uвх, В	U₀, В	Kст
Rн =	Rн =	Rн =

5. Измерение коэффициента пульсаций выходного напряжения Коэффициент пульсаций рассчитан по формуле:

Кп = Uвых/U₀ *100%

Данные занесены в таблицу 2 и построен график Кп= f(Iн)

Таблица 2

Uвх =
Rн.кОм	Iн,мА	Uвых~,мВ	Кп,%

6. Измерение КПД стабилизатора при изменении сопротивления нагрузки (табл.3) и выходного напряжения (табл.4)

КПД стабилизатора рассчитан по формуле:

η = ( Iн*U_н/ Iвх *Uвх)*100%

Данные занесены в таблицу 3 и 4 и построены графики

Uвх~ =
Rн.Ом	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

Rн =	Rн =	Rн =
Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %	Uвх,В	Iн,мА	Iвх,мА	η, %

7. Отчёт должен содержать

7.1. Цель работ

7.2. Схему лабораторного макета

7.3. Таблицы и графики

7.4. Формулы для расчёта

7.5. Осциллограммы

7.6. Выводы по работе

8. В выводах указать

Лабораторная работа №15

Исследование двухканального блока питания

1. Цель работы

1. Целью работы является получение практических навыков по исследованию блока питания радиоэлектронной аппаратуры.

2. Краткие теоретические сведения

3. Состав оборудования

3.1. Блок питания «Электроника» (БП)

3.2. Вольтметр цифровой В7- 35

3.3. Тестер Ц 4324

3.4. Лабораторный автотрансформатор ЛАТР

3.5. Источник питания Б5.29

3.6. Нагрузка R1 = 100 Ом

3.7. Нагрузка R2 = 10 Ом

4. Схема измерений

Схема показана на рис 1, В1, Ф1, СТ1 – выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор первого канала БП; В2, Ф2, СТ2 – то же второго канала БП.

Рис. 1

5. Задание

4.1. Снять зависимости ∆U1 = φ (Uсети) и ∆U2 = f₁ (Uсети).

4.2. Снять нагрузочные характеристики БП.

4.3. Снять регулировочные характеристики БП.

4.4. По результатам предыдущих измерений определить параметры блока питания.

6. Порядок выполнения работы

6.1. Не подключая ЛАТР к сети, собрать схему измерений, показанную на рис.1. В качестве амперметра А использовать тестер. Установит максимальное сопротивления резисторов R1 и R2.

6.2. На ЛАТРе ручку регулятора напряжения повернуть влево до упора. Убедиться, что стенд ЛРС обесточен. Вставить вилку ЛАТРа в розетку стенда ЛРС. Включить на стенде черный тумблер «сеть» . На ЛАТРе установить по его вольтметру V₀напряжение Uсети=240В. На приборах В7-35, Б5-29 и БП включить тумблеры «сеть».

6.3. На БП соответствующей ручкой по его вольтметру установить U₁=10В. На источнике Б5-29 по его вольтметру установить U₁ ном.=10В. Изменяя напряжение U₁, добиваются минимальных по модулю показаний вольтметра V/

6.4. Уменьшая напряжение на выходе ЛАТРа до 100В и измеряя вольтметром V напряжение ∆U₁, снять зависимость ∆U1 = φ (Uсети). Вычислить U₁= U₀₁ + ∆U. Результаты измерений и вычислений свести табл. 1.

Таблица1

Uсети, В
∆U1, В
U₁, В

6.5. Установить по вольтметру V₀напряжение Uсети=220В. Разомкнув цепь нагрузки, вольтметром V измерить напряжение ∆U1. Полученное значение ∆U1 занести в таблицу 2 для I₁=0. Восстановить цепь нагрузки. Изменяя сопротивления R1 и R2, установить по амперметру ток I₁ и измерять вольтметром V напряжение ∆U1. Ток I₁увеличивать до 440 мА. Для уменьшения нагрева резисторов R1 и R2 все измерения выполнять быстро и сразу после их окончания уменьшать ток I₁до минимального значения. Вычислить U₁= U₀₁ + ∆U. Результаты измерений1 и вычислений свести в таблицу 2.

Таблица2

I₁, В
∆U1, В
U₁, В

6.6. Отсоединить соединительные проводки от выхода 1 БП и подключить их к соответствующим клеммам выхода 2 БП. Установить: по вольтметру Vo напряжение Uсети= 240В; по вольтметру БП напряжение на его втором выходе

U2 ≈ 12В. Подрегулировать напряжение U2 до получения максимальное по модулю показаний вольтметра V.

6.7.Уменьшая ЛАТРом напряжение Uсети до 100В и измеряя вольтметром V напряжение ∆U2, снять зависимость ∆U2 = f₁ (Uсети). Вычислить U₂= U₀₂ + ∆U₂ . Результаты измерений и вычислений занести в табл. 3.

Таблица 3

Uсети, В
∆U2, В
U₂, В

6.8. Установить Uсети=220В. Аналогично пункту 5.5. снять зависимость

∆U2 = f₂ (I₂). Отсоединить все проводники от выхода 2 БП. Вычислить U₂= U₀₂ + ∆U₂. Результаты вычислений записать в табл. 4.

Таблица 4

I₂, В
∆U2, В
U₂, В

6.9. Подключить цифровой вольтметр к выходу 1 БП. Устанавливая ручку регулятора напряжения 1 канала на отметке n1 его шкалы, измерять цифровым вольтметром напряжения U1. Результаты измерения свести в табл. 5, где n1 – деления шкалы регулятора напряжения 1 канала БП. Отсоединить цифровой вольтметр от выхода 1 БП.

Таблица 5

n1, дел							5,5		6,5
U1, В

6.10. Подключить параллельно соединить нагрузку R1 = 100 ОМ и цифровой вольтметр к выходу 2 БП. Установить максимальное сопротивление нагрузки R1=100 Ом. Снять зависимость U₂= f₃(n₂). Результаты измерений свести в табл. 6., где n₂– деление шкалы регулятора канала 2. Отсоединить все проводники от выхода 2 БП.

Таблица 6

n2, дел							5,5		6,5
U2, В

6.11. На ЛАТРе ручку регулятора повернуть влево до упора. НА приборах В7-35, Б5-29 и БП выключить тумблеры «сеть». НА стенде ЛРС Выключить «сеть». Вынуть вилку ЛАТРа из розетки стенда ЛРС.

7. Обработка результатов эксперимента.

7.1. По данным таблицы 1 и табл. 3. Построить графики зависимостей:

∆U1 = φ₁ (Uсети), ∆U2 = f₁ (Uсети), U1 = φ₂ (Uсети), U2 = f₂ (Uсети)

По графикам рис. 2,3 и 4 определить Uсети min, ∆U₁ min, ∆U₂ min. Вычислить

U₁ min= U₀₁ + ∆U₁ min и U₂ min= U₀₂ + ∆U₂min.

7.2. По данным табл. 2 и 4 построить нагрузочные характеристики 1 и 2 каналов БП. (рис 5 и 6). По графикам определить ток I_к3 на выходе короткозамкнутого 1 и 2 каналов соответственно.

7.3. По данным табл. 5 и 6. построить регулировочные характеристики 1 и 2 каналов (рис. 7 и 8). На графиках указать значения Uрег. min и Uрег. max,

7.4. Для каждого канала БП рассчитать параметры:

А.) Коэффициент стабилизации

(Uсети. max – Uсети min)*Uном.

kст = (Umax – Umin)*Uсети ном ;

Б.) Коэффициент нестабильности по напряжению питающей сети

Umax – Umin

δ_U= Uном. * 100%

В) коэффициент нестабильности по току нагрузки

Uxx – Uнагр

δ_I= Uном. * 100%

Г) Выходное сопротивление

Uxx – Uнагр

rвых= I max * 100%

Где Uxx – напряжение холостого хода на выходе канала (при I=0)

Uнагр - выходное напряжение канала при Imax= 300мА

Umax - выходное напряжение канала при U сети max = 240В

Uном - выходное напряжение канала при U сети ном. = 220В

Значения Uxx, Umax, Uнагр, Uном взять из табл. 1, 2, 3, 4.

7.5. Занести в табл. 7.

- номинальное, максимальное и минимальное выходное напряжение питающей сети

- номинальное, максимальное и минимальное выходное напряжение каждого канала;

- максимальный ток нагрузки канала;

- ток на выходе короткозамкнутого канала;

- нижний и верхний пределы регулировки выходного напряжения канала БП;

- коэффициенты δ_I_,, δ_U, kст;

- выходное сопротивление канала.

Значение Uрег. Min, Uрег. Max взять из таблицы. 5 и 6.

Таблица 7

Канал	Uсети ном, В	Uсети. Min, В	Uсети. Max, В	Uном, В	Umin, В	Umax, В	Imax, мА

Продолжение таблицы 7

Канал	I к.з. , мА	Uрег. Min, В	Uрег. Max, В	kст	δ_U, %	δ_I, %	rвых, Ом

Рис. 2

Рис. 3 Рис. 4.

Рис. 5 Рис. 6

Рис. 7 рис. 8.

8. Указания к отчету

Отчет должен сдержать:

1. Состав оборудования;

2. Схему измерений;

3. Результаты измерений и вычислений, сведенные в таблице;

4. Основные расчетные формулы;

5. Графики снятых зависимостей;

6. Выводы по работе.

В выводах указать:

А.) Характер изменения выходного напряжения канала при уменьшении напряжения питающей сети;

Б) Чем определяется значение Uсети min исследованного БП;

В.) Из-за чего резко уменьшается напряжение на выходе канала при значительном уменьшении напряжения сети;

Г.) Характер изменения выходного напряжения канала увеличении тока нагрузки;

Д.) Чем объясняется резкое уменьшение выходного напряжения канала при большом увеличении тока нагрузки;

Е) Вид снятых регулировочных характеристик и их желательный вид;

Г) Равноценны ли каналы исследованного БП по параметрам δ_I_,, δ_U, kст, rвых.

Исследование двухканального блока питания

Отчет о лабораторной работе №15

Исследование двухканального блока питания

1. Цель работы

Целью работы является получение практических навыков по исследованию блока питания радиоэлектронной аппаратуры.

2. Состав оборудования

2.1. Блок питания «Электроника» (БП)

2.2. Вольтметр цифровой В7- 35

2.3. Тестер Ц 4324

2.4. Лабораторный автотрансформатор ЛАТР

2.5. Источник питания Б5.29

2.6. Нагрузка R1 = 100 Ом

2.7. Нагрузка R2 = 10 Ом

3. Схема измерений

Рис. 1

5. Порядок выполнения работы

5.1 Измеряя вольтметром V напряжение ∆U₁, снять зависимость ∆U1 = φ (Uсети). Вычислить U₁= U₀₁ + ∆U. Результаты измерений и вычислений свести табл. 1.

Таблица1

Uсети, В
∆U1, В
U₁, В

5.2 Вычислить U₁= U₀₁ + ∆U. Результаты измерений I и вычислений свести в таблицу 2.

Таблица2

I₁, В
∆U1, В
U₁, В

5.3 Bизмеряя вольтметром V напряжение ∆U2, снять зависимость ∆U2 = f₁ (Uсети). Вычислить U₂= U₀₂ + ∆U₂ . Результаты измерений и вычислений занести в табл. 3.

Таблица 3

Uсети, В
∆U2, В
U₂, В

5.4. Аналогично пункту 5.2. снять зависимость ∆U2 = f₂ (I₂). Отсоединить все проводники от выхода 2 БП. Вычислить U₂= U₀₂ + ∆U₂. Результаты вычислений записать в табл. 4.

Таблица 4

I₂, В
∆U2, В
U₂, В

5.5. Устанавливая ручку регулятора напряжения 1 канала на отметке n1 его шкалы, измерять цифровым вольтметром напряжения U1. Результаты измерения свести в табл. 5, где n1 – деления шкалы регулятора напряжения 1 канала БП. Отсоединить цифровой вольтметр от выхода 1 БП.

Таблица 5

n1, дел							5,5		6,5
U1, В

5.6 Снять зависимость U₂= f₃(n₂). Результаты измерений свести в табл. 6., где n₂– деление шкалы регулятора канала 2. Отсоединить все проводники от выхода 2 БП.

Таблица 6

n2, дел							5,5		6,5
U2, В

6. Обработка результатов эксперимента.

6.1. По данным таблицы 1 и табл. 3. Построить графики зависимостей:

∆U1 = φ₁ (Uсети), ∆U2 = f₁ (Uсети), U1 = φ₂ (Uсети), U2 = f₂ (Uсети)

По графикам рис. 2,3 и 4 определить Uсети min, ∆U₁ min, ∆U₂ min. Вычислить

U₁ min= U₀₁ + ∆U₁ min и U₂ min= U₀₂ + ∆U₂min.

6.2. По данным табл. 2 и 4 построить нагрузочные характеристики 1 и 2 каналов БП. (рис 5 и 6). По графикам определить ток I_к3 на выходе короткозамкнутого 1 и 2 каналов соответственно.

6.3. По данным табл. 5 и 6. построить регулировочные характеристики 1 и 2 каналов (рис. 7 и 8). На графиках указать значения Uрег. min и Uрег. max,

6.4. Для каждого канала БП рассчитать параметры:

А.) Коэффициент стабилизации

(Uсети. max – Uсети min)*Uном.

kст = (Umax – Umin)*Uсети ном ;

Б.) Коэффициент нестабильности по напряжению питающей сети

Umax – Umin

δ_U= Uном. * 100%

В) коэффициент нестабильности по току нагрузки

Uxx – Uнагр

δ_I= Uном. * 100%

Г) Выходное сопротивление

Uxx – Uнагр

rвых= I max * 100%

Где Uxx – напряжение холостого хода на выходе канала (при I=0)

Uнагр - выходное напряжение канала при Imax= 300мА

Umax - выходное напряжение канала при U сети max = 240В

Uном - выходное напряжение канала при U сети ном. = 220В

Значения Uxx, Umax, Uнагр, Uном взять из табл. 1, 2, 3, 4.

6.5. Занести в табл. 7.

- номинальное, максимальное и минимальное выходное напряжение питающей сети

- номинальное, максимальное и минимальное выходное напряжение каждого канала;

- максимальный ток нагрузки канала;

- ток на выходе короткозамкнутого канала;

- нижний и верхний пределы регулировки выходного напряжения канала БП;

- коэффициенты δ_I_,, δ_U, kст;

- выходное сопротивление канала.

Значение Uрег. Min, Uрег. Max взять из таблицы. 5 и 6.

Таблица 7

Канал	Uсети ном, В	Uсети. Min, В	Uсети. Max, В	Uном, В	Umin, В	Umax, В	Imax, мА

Продолжение таблицы 7

Канал	I к.з. , мА	Uрег. Min, В	Uрег. Max, В	kст	δ_U, %	δ_I, %	rвых, Ом

Рис. 2

Рис. 3 Рис. 4.

Рис. 5 Рис. 6

Рис. 7 рис. 8.

В выводах указать:

А.)

Б)

В.)

Г.)

Д.)

Е)

Г)

Исследование солнечной батареи

Лабораторная работа № 16

1. Цель работы: приобрести теоретические и практические навыки по исследованию солнечной батареи.

1. Оборудование и принадлежности

2.1. Макет СБ

2.2. Тестер Ц4324 – 2шт

2.3. Вольтметр В7-27

2. Электрическая схема макета

3. Краткие теоретические сведения

Модули солнечной батареи наземного применения как правило конструируются для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 12В. При этом последовательно соединяются 36 солнечных элементов, и далее собираются в модуль. Полученный пакет как правило обрамляют в алюминиевую раму, облегчающую крепление к несущей (опорной) конструкции. Мощность модулей солнечной батареи может достигать 10-300Вт.

Электрические параметры таких модулей отражаются в вольтамперной характеристике, определенной при стандартных условиях (т.е. когда мощность солнечной радиации равняется 1000 Вт/м², температура элементов - 25°С и солнечный спектр - на широте 45°) (рисунок 1). Точка пересечения кривой с осью напряжения называется напряжением холостого хода V_х.х., а с осью тока - током короткого замыкания I_к.з. На этом же графике приведена кривая мощности, получаемой от солнечных элементов в зависимости от нагрузки. Номинальная мощность модуля определяется как наибольшая мощность при стандартных условиях. Значение напряжения, соответствующее максимальной мощности именуется рабочим напряжением V_р, а соответствующий ток - рабочим током I_р. Значение рабочего напряжения для модуля, состоящего из 36 элементов примерно равно 16-17В (0,45-0,47В/элемент) при 25°С. Такой запас по напряжению нужен для того, чтобы компенсировать уменьшение рабочего напряжения при разогреве модуля солнечным излучением. Температурный коэффициент напряжения холостого хода для кремния составляет - минус 0,4%/градус. Температурный коэффициент тока - плюс 0,07 %/градус. Напряжение холостого хода солнечного модуля мало меняется при изменении освещенности, в то время как ток короткого замыкания прямо пропорционален. КПД солнечного модуля определяется как отношение максимальной мощности модуля к общей мощности излучения, падающей на его поверхность при стандартных условиях, и составляет 15-40%.

Рис.1. Вольтамперная характеристика солнечной батареи

С целью получения требуемой мощности и рабочего напряжения модули соединяют последовательно или параллельно. Так получают солнечную батарею. Мощность солнечной батареи всегда ниже, чем сумма мощностей модулей - из-за потерь, обусловленных различием в характеристиках однотипных модулей (потерь на рассогласование). Чем тщательнее подобраны модули в батарее (то есть, чем меньше различие в характеристиках модулей), тем ниже потери на рассогласование. К примеру, при последовательном соединении десяти модулей с разбросом характеристик 10% потери составляют примерно 6%, а при разбросе 5% - снижаются до 2%.

В случаи затенения одного модуля, или части элементов в модуле, в солнечной батарее при последовательном соединении появляется "эффект горячего пятна" - затененный модуль (или элемент) начинает рассеивать всю производимую освещенными модулями (или элементами) мощность, стремительно нагревается и выходит из строя. Для устранения этого эффекта параллельно с каждым модулем (или его частью) устанавливают шунтирующий диод. Диод нужен при последовательном соединении более двух модулей. К каждой линейке (последовательно соединенных модулей) также подключается блокирующий диод для выравнивания напряжений линеек. Все эти диоды как правило размещаются в соединительной коробке самого модуля. Схема батареи приведена на рисунок 2.

Рис.2. Схема диодов в солнечной батареи

Вольтамперная кривая солнечной батареи имеет тот же вид, что и единичного модуля. Рабочая точка батареи, подключенной к нагрузке, не всегда совпадает с точкой максимальной мощности (тем более, что положение последней зависит от условий освещенности и температуры окружающей среды). Подключение таких нагрузок, как, например, электродвигатель, может сдвинуть рабочую точку системы в область минимальной или даже нулевой мощности (и двигатель просто не запустится). Вследствие этого следующий важный компонент солнечной батареи - преобразователи напряжения, способные согласовывать солнечную батарею с нагрузкой. Общая схема солнечной электростанции имеет показана на рисунках 3 и 4 .

Рис.3. Схема автономной солнечной электростанции

Рис.4. Схема солнечной электростанции объединенной с промышленной электросетью

Регуляторы отбора мощности батареи

Аккумулирование энергии в системе солнечной батареи

Для солнечных батарей больше подходят электро-аккумуляторы, так как солнечные батареи производят, а потребитель потребляет электроэнергию, которая… В большинстве фотоэлектрических систем применяют свинцово-кислотные… Главными условиями по выбору аккумуляторов являются: • стойкость к циклическому режиму работы; • способность…

Регуляторы зарядки и разрядки аккумуляторов

Чтобы защитить батарею от перезарядки надо ограничить зарядный ток при достижении напряжения завершения зарядки. Напряжение начнет снижаться, пока… Выше изложенное относится к регуляторам для автономных солнечных…

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы

Ni-Cd аккумуляторы любят быстрый заряд, медленный разряд до состояния полного разряда и подзарядку импульсами тока, в то время как батареи других… Для никель-кадмиевых аккумуляторов крайне необходим полный периодический… Преимущества Ni-Cd аккумуляторных батарей: • возможность быстрого и простого заряда, даже после длительного хранения…

Основные электрохимические процессы Ni-Cd аккумулятора

Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e- (заряд) NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH- (разряд) На отрицательном кадмиевом электроде аккумулятора проходит реакция: Cd(OH)2 + 2e- → Cd + 2OH- (заряд) Cd + 2OH- → Cd(OH)2 + 2e- (разряд)

Механизмы электродных реакций Ni-Cd аккумулятора

Электрохимическое поведение двух форм гидроксида никеля также различное. Заряд γ-NiOOH протекает с меньшей эффективностью, а коэффициент… Для обеспечения большего ресурса следует вести заряд с небольшим перезарядом… Отрицательный электрод В новых герметичных никель-кадмиевых аккумуляторах емкость кадмиевого электрода обычно выше…

Электрические характеристики никель-кадмиевого аккумулятора

Стандартный вид разрядных характеристик герметичных цилиндрических никель-кадмиевых аккумуляторов при разных режимах показан на рисунке 1. Рис.1. Разрядные характеристика никель-кадмиевого аккумулятора (Ni-Cd) при… Работоспособность аккумуляторов также отображается в кривых зависимости разрядной емкости от температуры и токов…

Эксплуатационные характеристики Ni-Cd аккумуляторов

Для дисковых аккумуляторов с толстыми прессованными электродами, предназначенных для работы при продолжительном режиме разряда, характерна разрядная… У этих аккумуляторов отмечается заметное снижение среднего разрядного… Снижение толщины электродов (при увеличении их числа с 2 до 4) позволило для дисковых аккумуляторов, предназначенных…

Изменения в никель-кадмиевом аккумуляторе в процессе эксплуатации

Анализ данных об отказах герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов показывает, что при их эксплуатации накапливаются эффекты, связанные со… Изменения в оксидно-никелевом электроде В результате циклического изменения… Снижение механической прочности оксидно-никелевого электрода происходит в большей степени при регулярных перезарядах,…

Влияние режимов эксплуатации и температуры на скорость процессов деградации аккумуляторов при циклировании

На процессы старения аккумуляторов наибольшее влияние оказывает высокая температура, при которой ускоряются все химические реакции (в 2-4 раза на… При низких температурах относительное понижение емкости кадмиевого электрода… На срок службы аккумуляторов сильное воздействие оказывает режим эксплуатации: режим и глубина разряда, режим заряда,…

Некоторые расчетные соотношения

Расчет ЭДС аккумуляторной батареи Е = I (R + r),

Расчеты по работе

1. Расчет ЭДС аккумуляторной батареи Е = I (Rн + r) =