МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" Звіт про виконання лабораторної роботи №6 На тему: «Дослідження генератора пилоподібної напруги» Мета роботи Метою роботи є ознайомлення з принципом роботи транзисторного генератора пилоподібної напруги, експериментальна перевірка розрахункових співвідношень, дослідження впливу елементів схеми на основні її параметри. Теоретичний вступ Генератор пилоподібної напруги (ГПН) використовують для розгортки променю в електронно-променевих трубках, при вимірюванні часових інтервалів, створенні часової затримки імпульсних сигналів, перетворенні напруги в імпульси, тривалість яких пропорційна цій напрузі, тощо. Напругу пилоподібної форми звичайно отримують з допомогою ємнісної інтегруючої ланки чи інтегруючого підсилювача, періодично заряджаючи і розряджаючи конденсатор. З цієї причини генератори пилоподібної напруги часто називають інтеграторами. Спрощена схема ГПН зображена на рис. 1а, де
і
утворюють інтегруючу ланку, а ключ
необхідний для переключення конденсатора
з зарядки на розрядку і навпаки.
Опір
можна розглядати як винесений опір замкненого ключа. На рис.1б зображена форма напруги, що формується при періодичному замиканні і розмиканні ключа. Ця напруга характеризується такими параметрами:
- тривалість робочого (прямого) ходу;
- тривалість відновлення (тривалість зворотного ходу);
- період повторення;
- амплітуда;
- коефіцієнт використання напруги живлення;
- коефіцієнт нелінійності;
- відносна похибка зміщення по амплітуді;
- відносна похибка зміщення по часу. Коефіцієнт нелінійності показує ступінь відхилення реальної напруги від ідеальної, що змінюється лінійно, і визначається формулою:
, (1) де
і
- максимальна і мінімальна похідні по часу від напруги на конденсаторі. Звичайно максимальна похідна відповідає початковій ділянці пилоподібної напруги, а максимальна - кінцевій. Пов’язуючи відомою залежністю (
) струм через конденсатор з напругою на ньому, вираз (1) можна записати в такому вигляді:
, де
і
- максимальне і мінімальне значення струму через конденсатор,
- амплітуда струму. Похибки зміщення по часу і по амплітуді характеризують лінійність реальної пилоподібної напруги. Вони визначаються при заміні напруги на конденсаторі прямою, що збігається з нею в двох точках, наприклад, на початку і в кінці робочого ходу (рис. 1б). У цьому випадку між максимальними похибками зміщення і коефіцієнтом нелінійності існує така залежність:
. Ідеально лінійно напругу на конденсаторі можна отримати тільки у тому випадку, якщо струм, що протікає через конденсатор постійний. Розглянемо принцип роботи найпростішого генератора. При зарядженні конденсатора від джерела постійної напруги (рис. 1а) струм заряду дорівнює
і, при збільшенні
,
зменшується. Для підтримання постійного струму
опір
в процесі зарядження необхідно зменшувати. Для цього як зарядний опір необхідно використати струмостабільний нелінійний двополюсник
(рис.2а), вольт-амперна характеристика якого наведена на рис. 2б (штрихова лінія). В реальних умовах близькими за формою до ідеальної є вольт-амперні характеристики пентодів, тріодів з глибоким від’ємним оберненим зв’язком і транзисторів (суцільна крива на рис. 2б).
Зарядний струм можна також стабілізувати, якщо послідовно з
включити джерело
(рис 3), напруга якого змінюється за тим самим законом, що й напруга на конденсаторі
, але у протифазі з нею. У цьому випадку
.
Якщо
, то
. Такий метод стабілізації називається компенсаційним. Залежно від того, яким чином формується напруга
, розрізняють схеми ГПН з додатним чи від’ємним зворотним зв’язком. Розглянуті методи стабілізації зарядного струму справедливі і у тих випадках, коли робочий хід пилоподібної напруги формується в процесі розрядження конденсатора. Якщо як ключ
(рис. 1а) використовуються електронні лампи, транзистори, газорозрядні прилади, а також керовані діоди, що включаються і виключаються з допомогою зовнішніх керуючих ...