Лаба_15
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра электронных приборов и устройств
отчет
по лабораторной работе №15
по дисциплине «Аналоговая схемотехника»
Тема: Аналоговый широтно-импульсный модулятор
Студенты гр. 5209 |
|
Соловьев В.А. |
|
|
Мирзоалиев З.Э. |
|
|
Хабибулин А.Р. |
Преподаватель |
|
Ларионов И.А. |
Санкт-Петербург
2018
Цель работы.
Изучение свойств, принципа действия и приобретение навыков сборки схем с генератором линейно изменяющегося напряжения и аналоговым широтно-импульсным модулятором, собранным на его основе.
Схемы измерительных установок.
Рис. 1. ГЛИН для проведения исследований
Рис. 2. Широтно-импульсный модулятор на ГЛИН для проведения исследований
Экспериментальные результаты.
Значения, полученные для схемы, представленной на рисунке 1:
Размах пилообразного напряжения: UPK-PK = 9,04 B,
Частота пилообразного напряжения: f = 1,471 Гц,
Емкость дополнительного навесного конденсатора: C = 1,75 мкФ.
Значения, полученные для схемы, представленной на рисунке 2:
Частота пилообразного напряжения: f = 283,4 Гц.
Таблица 1
Зависимость длительности импульса от входного напряжения
UВХ, В |
0,0447 |
0,84 |
1,162 |
1,311 |
2,144 |
2,742 |
3,54 |
4,023 |
T, мс |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
tи, мс |
1,77 |
2,08 |
2,2 |
2,264 |
2,592 |
2,82 |
3,148 |
3,336 |
Рис. 3. Осциллограмма исследуемой схемы
Обработка результатов эксперимента.
Теоретический период колебаний на выходе для схемы, изображенной на рисунке 1, будет равен:
Тогда частота, равная обратному значению периода, будет составлять приблизительно 0,5 Гц. Отношение теоретической частоты с экспериментально полученной приблизительно равняется трём, что говорит о разнице емкостей: используемой для расчета и для опыта. Соответственно разница в емкостях конденсаторов должна составлять также порядка трёх, что оказывается почти верным (Cтеор/Cэксп ≈ 2,7 при fэксп/fтеор = 2,9).
Для схемы, представленной на рисунке 2, разница оказалась менее внушительной (≈ 1,17).
Коэффициент заполнения D вычисляется по формуле:
Рассчитем D для значений таблицы 1 и заполним таблицу 2. Пример расчета:
Таблица 2
Зависимость коэффициента заполнения от входного напряжения
UВХ, В |
0,0447 |
0,84 |
1,162 |
1,311 |
2,144 |
2,742 |
3,54 |
4,023 |
T, мс |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
3,53 |
tи, мс |
1,77 |
2,08 |
2,2 |
2,264 |
2,592 |
2,82 |
3,148 |
3,336 |
D (V) |
0,01 |
0,19 |
0,26 |
0,29 |
0,47 |
0,61 |
0,78 |
0,89 |
D (t) |
0,50 |
0,59 |
0,62 |
0,64 |
0,73 |
0,80 |
0,89 |
0,95 |
Вывод.
В ходе исследований были построены схемы с ГЛИН и ШИМ. Были получены зависимости коэффициента заполнения от значения входного напряжения. Полученные экспериментально значения с погрешностью в несколько процентов совпали с теоретическими (частоты колебаний на выходе схем, изображенных на рисунках 1 и 2).
Используя в качестве нагрузки цепь последовательно соединенных светодиодов, были получены следующие результаты: 1) изменение входного напряжения для схемы, представленной на рисунке 2, влечет изменение длительности их вспышек, что связано с изменением длительности импульса сигнала; 2) подключение к цепи UВХ лабораторного генератора с синусоидальным сигналом частотой 0,5 Гц и амплитудой 4 В, позволяет получать автоматически изменяющуюся яркость свечения светодиодов.