【精品】模电自主实验--整流稳压电路的研究

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1、实验名称整流稳压电路的研究1•实验目的学习了解整流、稳压电路的工作原理。学习使用运算放大器模拟电感器的方法，并探究电感值大小与什么因素有关。学习利用电感进行电压稳压。学习熟练使用信号发生器和示波器。2.总体设计方案或技术路线利用二极管的单向导电特性可以制作半波、全波桥式整流电路，把电路的交变电流整治成单向脉动电流。但是市于实际电路中的二极管具有正向管压降，常常使输出的波形发生一定的畸变，实验利用绝对值函数电路来解决该问题。由于现在电感原件很难集成，所以现在集成电路制造中往往釆用模拟电感器。这里利用运放的“虚短”、“虚断”特性，由两个运放和一个电容组成的Muller积分式模拟电感器，其中运放U

2、i组成同向放大器，5组成积分器。最后使得从端II看进去的端II特性与电感相同。并利用该模拟电感进行电压稳压研究。3.实验电路图图1模拟电感的设计图2同向输入绝对值函数设计图3等效电感的伏安特性曲线测量仿真2.仪器设备名称.型号UA741芯片luF电容1KQ电阻2KQ电阻10KQ电阻20KQ电阻二极管1N4007AS2294系列毫伏表示波器3.理论分析或仿真分析结果利用运放的端口特性，有笛単=厲-SflJ/cvC,由上而三个方程可以解得昭=牛=网逬血。所以从端口看相当于一个电感，其电感值等于：如=一利用仿真软件PSpice,建立仿真Project,并绘制电路图，如图图3等效电感的伏安特性曲线测

3、量仿真运行仿真，得到当f=lKH£,正弦电源有效值为IV时,电流大小为1.592*10%即159.2uAo这与理论计算值相符合。对于绝对值函数电路，当输入电压Uy>0时，VO1>0,则二极管久导通，仏处于跟随状态，If严Ug,根据“虚断”、“虚短”的概念，可以得到：=叭+=S所以氏截止，得到当输入电压＜0时，G«V0,则二极管2截止，心处于导通状态，Uj构成同相比例运算电路，由电路得到：对于％构成的电路，有弧-%务一％R一2R所以综上，可以有：6.1利用绝对值函数输岀整流波形利用二极管的单向导电性组成整流电路，可将交流电压转换成单项脉动直流电压，但是在实际应用中，二极管有内阻，即正向管压降，

4、使得整流后所得到波形的输出幅值有D.6-1V输入交流激励后，其输出电压如图分析得到的图像经过整流之后，波型改变但最大值不变.6.2验证等效电感的伏安特性曲线按照图三连接电路。当為=甩=甩=服=1皿，fie=5.1Efl,=luF,电源频率为1KHZ时，测量等效电感的伏安特性曲线，并作图123450.781.552.333.113.880.631.261.892.523.15I/uA123.6247.1370.7494.2617.8当尺1=尺：=££=尺斗=1曲』=5.1XH,Ca=luF,电源电压最大值为20V时，测量等效电感的阻抗大小与电源频率的关系，并作图12345VHZIK2K3K4K

5、5K3.884.6644.854.924.953.151.8021.200.900.71I/uA61&3351.4235.5176.0140.2Z/fl6275132722059427955353066.3对稳压效果的探究将绝对值函数的输出信号接至等效电感的输入端，在等效电感的输出端测量当等效电感取不同值时的稳压效果，并作图当等效电感为2H时当等效电感为10H时分析得到的曲线随着电感的增加，整流后的最大值越来越小。7.实验结论1•等效电感的伏安曲线为线性2.感抗与频率的关系，测量结果（仿真结果）与理论计算误差较大，原因可能是运放内部的分布参数影响3.绝对值函数输出波形与理论分析相符。不使用二

6、极管桥是因为二极管有正向管压降，使信号输出参数交越失真。4.比较不同电感值下，稳压的结果，电感越大，稳压效果越好，因为电感值体现了电感对电路电流突变的抑制作用5.因为整个电路涉及到四个运放相互放大，在输入端信号一点点的波动在最后的输出端都会有巨大的响应，所以需要输入信号的稳定性要很高。而且对温度恒定也有要求，因为放大倍数跟温度有关系。7.实验中出现的问题及解决对策高频信号下会出现失真情况。控制输出信号的频率在较稳定范阖9•本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议感谢本校基础实验楼里的老师与员工们，让我们有亲身实验的机会，对于模电课程的学习让我有了做整流稳压实验的基础，让我感受到了实验带

7、来的乐趣。并在我遇到困难时给我帮助。讣我更加深刻的了解了所学习的东西，把书本上的知识转化成了实际的操作，有了不一样的体会。10.参考文献[1]王淑娟.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社.2009[2]陈希有.电路理论基础.北京:髙等教育出版社.2004