Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Комп'ютеризовані системи автоматики
Інформація про роботу
Рік:
2006
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ЗГЛАДЖУЮЧИХ
ФІЛЬТРІВ
Інструкція до лабораторної роботи № 10
з дисципліни:
“Електроніка та мікросхемотехніка”
Затверджено на засіданні кафедри
« Комп’ютеризовані системи автоматики»
Протокол № 1 від 31 серпня 2006 р.
Львів 2006
Укладачі: к.т.н., доц.Вітер О.С.,
к.т.н., доц.Гаранюк І.П
Відповідальний за випуск: д.т.н., проф. Наконечний А.Й.
Мета роботи: вивчення і дослідження схем згладжуючих фільтрів та типів.
Теоретичні відомості
Згладжуючим фільтром називається чотириполюсник, призначений для виділення зі складу підведеного до входу складного електричного сигналу частотних складових, які знаходяться у заданій смузі частот, і подавлення частотних складових, розміщених за межами цієї смуги. Згладжуючі фільтри застосовуються для згладжування пульсацій випрямленої напруги до рівня, необхідного для нормальної роботи споживача. Згладжуюча дія фільтра зазвичай оцінюється за значенням коефіцієнта згладжування. Коефіцієнт згладжування фільтра це відношення коефіцієнта пульсацій на вході фільтра до коефіцієнта пульсацій на його виході.
Згладжуючі фільтри залежно від того, з яких елементів вони виконані, поділяються на дві категорії: фільтри з пасивними RLC-елементами та електронні.
Індуктивний згладжуючий фільтр застосовується для випрямлячів середньої та великої потужності, оскільки дозволяє забезпечити неперервність струму у колі навантаження.
Для малопотужних споживачів найпростішим фільтром є конденсатор, під’єднаний паралельно до навантаження.
Пульсації випрямленої напруги згладжуються більш ефективно за допомогою фільтрів, побудованих на Г- чи П-подібних ланках, які вмикаються послідовно. В якості базових елементів в цих ланках використовуються конденсатори, дроселі, а у випадку малопотужних споживачів і резистори.
Параметри елементів Г-подібного фільтра вибирають таким чином, щоб послідовно включені з джерелом елементи мали великий опір для змінної складової й малий опір для постійної складової струму. Елементи фільтра, що під’єднуються паралельно до споживача (конденсатор, резонансна гілка з конденсатора та дроселя, які з’єднанані послідовно), навпаки, повинні мати малий опір для змінної складової і великий опір для постійної складової струму.
Для випрямлячів, що живлять споживачів малої потужності (струм навантаження декілька міліампер, а опір навантаження декілька кілоом), замість дроселя в Г-подібному фільтрі використовують резистор.
П-подібний фільтр належить до багатоланкових, які являють собою декілька одноланкових фільтрів, з’єднаних послідовно. Бігатоланкові фільтри застосовують тоді, коли необхідно отримати високий коефіцієнт фільтрації. Елементи окремих ланок у таких фільтрах підбирають так, щоб кожна наступна ланка не впливала на роботу попередньої. Якщо окремі ланки являють собою Г-подібні LC-фільтри, що застосовуються у випрямлячах великої потужності, то необхідно, щоб опір дроселя наступної ланки значно перевищував опір конденсатора попередньої ланки, а опір навантаження був значно більшим ніж опір шунтуючого конденсатора для основної гармоніки пульсацій.
Контрольні запитання
Розкажіть про призначення згладжуючих фільтрів.
Накресліть відомі схеми згладжуючих фільтрів.
Що таке коефіцієнт згладжування фільтру?
Коли у фільтрах випрямлячів можна замість дроселя вмикати резистор?
Порівняйте властивості згладжуючих фільтрів типів RC і LC.
Напишіть формули для розрахунку елементів схеми фільтрів типів LC і RC.
Визначіть індуктивність дроселя для Г-подібного одноланкового фільтру двонапівперіодного випрямляча, якщо коефіцієнт згладжування q=120, а ємність фільтра СФ=20 мкФ.
На яку потужність повинен бути розрахований резистор RФ для Г-подібного одноланкового фільтру типу RC, якщо випрямлений струм I0=20 мА, а коефіцієнт згладжування фільтру q=200?
Яка деталь випрямляча виходить із ладу у випадку пробою першого (вхідного) конденсатора фільтру?
Як змінюються властивості згладжуючого фільтру при збільшенні числа його ланок?
Схема дослідження, необхідні прилади та деталі
Для дослідження властивостей згладжуючих фільтрів застосовується схема, яка зображена на рис.1.
До виходу випрямляча в точках 1–2 (рис. 1) під’єднується фільтр. Для визначення випрямленої напруги на вході і на виході фільтра використовуються вольтметри і , призначені для вимірювання постійної напруги. Верхня межа вимірювання вольтметрів повинен відповідати значенню випрямленої напруги . Якщо напруга пульсацій складає 0,2 В й більше, для вимірювання можна використовувати вольтметр типу В7-16А. При значенні випрямленої напруги 300 В виміряна величина пульсацій може складати від 0,1% і вище. При менших пульсаціях на виході фільтру доцільно користуватися осцилографом. Навантажувальним опором є реостат на 5000 Ом і струм 0,2 А. Значення випрямленого струму встановлюють за допомогою реостату й контролюють міліамперметром постійного струму .
В якості вольтметра використовують прилад типу В7-16А. Тип осцилографа – С1-64.
Найбільш розповсюджені схеми згладжуючих фільтрів показані на рис. 2, а, б, в, г, д та е.
Дроселі, що входять у схеми фільтрів типу , збираються на осерді (зазор 0,2 мм) і містять 2200 витків провідника типу ПЕЛ 0,31 (опір обмотки приблизно 70 Ом). Можна використовувати й готові дроселі фільтрів.
Конденсатори – електролітичні, типу К50-6-50В-20мкФ. Резистори мають опір порядку сотень Ом і допускають потужність розсіювання . При струмі навантаження порядку (10–20) мА можна використовувати резистори С2-33-2-510 Ом5%.
ВИКОНАННЯ РОБОТИ
План роботи
Складання та випробування схеми.
Визначення коефіцієнта згладжування для різноманітних фільтрів типу і .
Складання і випробування схеми
Схему дослідження згладжуючих фільтрів складають відповідно до рис.1. Після перевірки схему випробовують. Під час випробування потрібно переконатися в нормальній роботі випрямляча. Для цього перевіряють наявність випрямленої напруги на опорі навантаження і добором значення опору реостату встановлюють необхідне значення випрямленого струму. При цьому потрібно пам’ятати, що при дослідженні фільтрів типу значення випрямленого струму не повинно перевищувати (10–20) мА. Перед проведенням досліджень необхідно переконатися в нормальній роботі всіх елементів фільтрів, які досліджуються. Для цього вмикають той чи інший фільтр в схему і за допомогою вольтметра вимірюють змінну напругу в точках (1–2) і (3–4), якщо фільтр працює нормально, то різко зменшується змінна складова випрямленої напруги в точках (3–4) на виході фільтру, порівняно із напругою в точках (1–2) на вході фільтру.
Визначення коефіцієнта згладжування для різноманітних фільтрів і
Вмикаємо Г-подібний одноланковий фільтр типу , схема якого показана на рис. 2, а. За допомогою вольтметра (див рис.1) визначають зачення постійної складової випрямленої напруги на вході фільтра. Після цього до точок (1–2) під’єднують вольтметр , що вимірює змінну напругу, і знаходять напругу пульсацій . Коефіцієнт пульсацій на вході фільтру
. (1)
Пізніше вольтметром визначають значення постійної складової випрямленої напруги на виході фільтру , а за допомогою вольтметра , під’єднаного до точок (3–4), напругу пульсацій . Підставивши у формулу (1) значення і , знаходимо . Коефіцієнт згладжування фільтру визначається за формулою
. (2)
Знаючи та , знаходимо втрати постійної складової випрямленої напруги на елементах фільтру
(3)
Дані вимірювані та обчислень заносять у таблицю спостережень (табл. 1).
Таблиця 1
, В
, В
, В
, В
, В
, В
, В
Аналогічні вимірювання та обчислення проводять і для інших схем фільтрів: дволанкового фільтру типу (рис. 2, в), одноланкового (рис. 2, б) і дволанкового (рис. 2, г) фільтрів типу , а також П-подібних фільтрів (рис. 2, г і е). Дані спостережень заносять у таблиці, аналогічні табл. 1.
ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЗВІТУ
Звіт повинен містити
Точну назву та мету роботи.
Схему дослідження згладжувальних фільтрів із короткою характеристикою її елементів.
Необхідні для виконання роботи розрахунки елементів фільтрів, коефіцієнтів пульсацій та згладжування.
Таблиці спостережень.
Короткий висновок.
Література
Жеребцов И.П. “Основы электроники” Ленинград: 1989.
Захаров В.К., Липарь Ю.И. “Электронные устройства автоматики и телемеханики” Ленинград: 1984.
Степаненко И.П. “Основы теории транзисторов и транзисторных схем”.
Гусев В.Е., Гусев Ю.М. “Электроника. Учебное пособие” Москва: 1982.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора