Temat: Układy przekształcające
Wydział elektryczny kierunek elektrotechnika
Sejm IV studia magisterskie Gr II sekcja VI
Artur Koczot
Tomasz Kazula
Mariusz Kulawik
Adam Świda
1) Wprowadzenie.
Celem ćwiczenia je zapoznanie się z układami zwanymi przekształcającymi, które zmieniają kształt przebiegu czasowego sygnału x(t) na sygnał y(t) według określonej zależności funkcyjnej.
W tym ćwiczeniu zajmowaliśmy się układami statycznymi, których zadaniem jest uformowanie kształtów, np. ustalenie amplitudy, polaryzacji. Są to układy zawierające zawierające w swej strukturze zwykłe diody lub diody zenera. Również badaliśmy układy dynamiczne takie jak całkujące i różniczkujące, czyli układy przekształcające sygnał wejściowy x(t) na wielkość proporcjonalną odpowiednio do całki lub pochodnej tego sygnału względem czasu.
2) Układy ograniczające jednostronnie.
a) układ ograniczający jednostronnie z diodą zenera,
UP=0,8V UZ=4,3V
Charakterystyki przejściowe są przedstawione na rysunkach 1, 2.
b) układ ograniczający jednostronnie z diodą prostowniczą,
UP=0,7V U1=0V U2=4V U3=5.8V UP=0,7V U1=0V U2=-2V U3=-3,4V
Napięcie odcięcia z obliczeń:
U01= UP + U1=0,7+0 = 0,7V U01= U1-UP=0-0,7 = -0,7V
U02= UP + U2=0,7+4 = 4,7V U02= U1-UP =-2-0,7 = -2,7V
U03= UP + U3=0,7+5,8 = 6,5V U03= U1-UP =-3,4-0,7 = -4,4V
Napięcia odczytane z oscyloskopu:
U01= 0,7V U01= -0,7V
U02= 5V U02= -3,2V
U03= 7V U03= -4,4V
2. Układ całkujący.
Układ badany dla trzech częstotliwości:
f=1000Hz,
fP=1600Hz,
f=16000Hz
gdzie: t=RC
Rzeczywisty układ całkujący zbliża się do układu idealnego gdy |st|>>1, czyli pracuje poprawnie gdy zmiany sygnały wejściowego zachodzą z częstotliwością większą niż graniczna układu, czyli
3. Układ różniczkujący.
Rzeczywisty układ różniczkujący zbliża się do układu idealnego gdy |st|<<1, czyli pracuje poprawnie gdy zmiany sygnały wejściowego zachodzą z częstotliwością mniejszą niż graniczna układu, czyli
4. Wnioski.
Badając układy ograniczające diodowe zauważyliśmy, że zasilając taki układ napięciem sinusoidalnym na wyjściu otrzymujemy sygnał znacznie odbiegający kształtem od pierwotnego, tzn. szczyty sygnału wejściowego zostały obcięte. Kształt sygnału wyjściowego jest uzależniona od zastosowanych diod w układzie i od tego czy z diodą jest połączone szeregowo źródło napięcia. W naszym ćwiczeniu wykorzystaliśmy diodę zenera i prostowniczą.
Przy diodzie zenera zauważyliśmy, że jeśli dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia to sinusoida zostaje obcięta na poziomie napięcia przewodzenia diody (w naszym ćwiczeniu 0,8V), czyli dla napięć wejściowych większych od 0,8V napięcie na wyjściu ma stały potencjał równy 0,8V. Gdy dioda jest spolaryzowana w kierunku zaporowym, to do napięcia zenera na wyjście zostaje przeniesione napięcie wejściowe (dioda stanowi przerwę) , a po przekroczeniu tego napięcia dioda zaczyna stabilizować, czyli na wyjściu układu otrzymamy napięcie równe napięciu zenera. Odpowiednio łącząc diodę można w ten sposób ścinać górną i dolną połówkę sinusoidy (rys 1, 2).
Łącząc dwie diody równolegle przeciwsobnie otrzymujemy ogranicznik dwustonny, i jeśli diody mają takie same parametry to jest ogranicznik symetryczny, który obcina nam sygnał wejściowy na poziomach wartości napięć progowych diod. Czyli otrzymujemy falę prostokątną o amplitudzie Up.
Przy diodzie prostowniczej jest nieco inaczej, ponieważ polaryzując ją w kierunku zaporowym, na wyjście jest przenoszone napięcie wejściowe bez żadnych jego zniekształceń. Dopiero kiedy spolaryzujemy ją w kierunku przewodzenia to dioda obcina nam sygnał wejściowy przy osiągnięciu przez niego wartości napięcia przewodzenia diody i na wyjściu otrzymujemy stały poziom napięcia równy właśnie napięciu progowemu diody. Czyli w takim przypadku wycinamy jedna połówkę sinusoidy. Jeśli do diody przyłączymy szeregowo źródło napięciowe to przy polaryzacji diody w kierunku zaporowym mamy podobną sytuacje jak w poprzednim przypadku, czyli sygnał wejściowy jest przenoszony bez zniekształceń. Natomiast przy polaryzacji w kierunku przewodzenia sygnał wejściowy zostaje obcięty na poziomie osiągnięcia wartości równej sumie napięcia progowego diody i wartości źródła. Czyli w ten sposób możemy uzyskać na wyjściu przebieg wejściowy jeśli wartość ...
ikea_92