模拟电子技术实验指导书 实验十二直流稳压电源电路 、实验目的 1.验证单相桥式整流及加电容滤波电路中输出直流电压与输入交流电压之间的关 系,并观察它们的波形。 2学习测量直流稳压电流的主要技术指标 3学习集成稳压块的使用。 4练习示波器和晶体管毫伏表的使用。 、原理说明 1.单相桥式整流、加电容滤波电路 在图1-12-1电路中,单相桥式整流是将交流电压通过二极管的单相导电作用变为单 方向的脉动直流电压。负载上的直流电压U3=0.9U2 2CPIA×4 R 头x 图1-12-1整流滤波电路 加电容滤波电路是通过电容的能量存储作用,降低整流电路含有的脉动成分,保 直流成分。负载上的直流电压随负载电流增加而减小,纹波的大小与滤波电容C的大小 有关,当RC越大,电容放电速率越慢,则负载电压中的纹波成分越小,负载上平均电 压越高。在图1-12-1电路中,当C值一定,R1=∞(即空载)时,U3≈14U2;当接上负载 R后,U3≈12U2 2.串联型稳压电路 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用于电机和直流发 电机外,大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源 串联型直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成,其原理如 图1-12-2所示。电网供给的交流电压U(220V,50Hz)经电源变压器降压后,得到符合电 路需要的交流电压U2,然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压 U3,再用滤波器滤去其交流分量,就可得到比较平直的直流电压U。但这样的直流输 出电压,还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场
模拟电子技术实验指导书 实验十二 直流稳压电源电路 一、实验目的 1.验证单相桥式整流及加电容滤波电路中输出直流电压与输入交流电压之间的关 系，并观察它们的波形。 2.学习测量直流稳压电流的主要技术指标。 3.学习集成稳压块的使用。 4.练习示波器和晶体管毫伏表的使用。 二、原理说明 1.单相桥式整流、加电容滤波电路 在图1-12-1电路中，单相桥式整流是将交流电压通过二极管的单相导电作用变为单 方向的脉动直流电压。负载上的直流电压U3=0.9U2。 图1-12-1整流滤波电路 加电容滤波电路是通过电容的能量存储作用，降低整流电路含有的脉动成分，保留 直流成分。负载上的直流电压随负载电流增加而减小，纹波的大小与滤波电容C的大小 有关，当RC越大，电容放电速率越慢，则负载电压中的纹波成分越小，负载上平均电 压越高。在图1-12-1电路中，当C值一定，RL=∞(即空载)时，U3≈1.4U2；当接上负载 RL后，U3≈1.2U2。 2.串联型稳压电路 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用于电机和直流发 电机外，大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。 串联型直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理如 图1-12-2所示。电网供给的交流电压Ul(220V，50Hz)经电源变压器降压后，得到符合电 路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压 U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压Uo。但这样的直流输 出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场
实验 直流稳压电源电路 合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。 3.稳压电路技术指标 (1)稳压电路技术指标分两种:一种特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输 出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度, 包括稳压系数、输出电阻及纹波电压等 (2)稳压系数γ:常用输出电阻和输入电阻的相对变化之比来表征稳压性能,稳压系 数γ越小,输出电压越稳定。其定义为 △Uo/U0 △U/U (3)输出电阻R。:输出电阻反映负载电流变化对输出电压的影响,R0=,。 (4)纹波电压U-:指稳压电路输出端交流分量的有效值,一般为毫伏数量级,它表 示输出电压的微小波动 实验内容 1.单相桥式整流滤波电路 (1)按图1-12-1连接线路,u2接到变压器副边的75V引线端上 (2)用示波器观察输出端电压u3的波形,同时用万用表分别测出U2(交流有效值)和 3(直流平均值)的大小,该项实验分三种情况进行,见表1-12-1所示 表1-12-1单相桥式整流、加电容滤波电路实验数据 理论值实测值 u的波形图(示意) (计算) 不加电容滤波15 加47μF电容滤波15 加470μF电容滤波15 2串联型稳压电路 图1-12-2为串联型稳压电路。用示波器观察输出端电压u的波形 U2=15V,负载电阻R1=1009,测量对应的输入电压U和输出电压U的值 (1)测量稳压系数Y(又称电压稳定度) 当u的电压变化时,输出电压会随之改变,由此检查稳压电路的电压稳定度。即 分别测量的u2=16.5V,的u2=13.5V时所对应的输入电压U和输出电压U的值。并将以上
实验十二 直流稳压电源电路 合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。 3.稳压电路技术指标 (1)稳压电路技术指标分两种:一种特性指标，包括允许的输入电压、输出电压、输 出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度， 包括稳压系数、输出电阻及纹波电压等。 (2)稳压系数γ:常用输出电阻和输入电阻的相对变化之比来表征稳压性能，稳压系 数γ越小，输出电压越稳定。其定义为 i i O O U U U U / / (3)输出电阻Ro：输出电阻反映负载电流变化对输出电压的影响， O O O I U R 。 (4)纹波电压Uo(～):指稳压电路输出端交流分量的有效值，一般为毫伏数量级，它表 示输出电压的微小波动。 三、实验内容 1.单相桥式整流滤波电路 (1)按图1-12-1连接线路，u2接到变压器副边的7.5V引线端上。 (2)用示波器观察输出端电压u3的波形，同时用万用表分别测出U2(交流有效值)和 U3(直流平均值)的大小，该项实验分三种情况进行，见表1-12-1所示。 表 1-12-1 单相桥式整流、加电容滤波电路实验数据 U3(V) U2(V) 理论值 实测值 u3的波形图(示意) U3/ U2 (计算) 不加电容滤波 15 加47μF电容滤波 15 加470μF电容滤波 15 2.串联型稳压电路 图1-12-2为串联型稳压电路。用示波器观察输出端电压uo的波形。 U2=15V，负载电阻RL=100Ω，测量对应的输入电压Ui和输出电压Uo的值。 (1)测量稳压系数γ(又称电压稳定度) 当u2的电压变化时，输出电压会随之改变，由此检查稳压电路的电压稳定度。即: 分别测量的u2=16.5V，的u2=13.5V时所对应的输入电压Ui和输出电压Uo的值。并将以上 参 项 数 目
模拟电子技术实验指导书 数据记录在表1-12-2中 10 Rpl fu 图1-12-2串联型稳压电路 表1-12-2稳压系数测量数据(测试条件R1=209 u2(V U(V) UV)‖y (2)测量外特性及纹波电压U(-) 电路同上,当的u2=15V时,改变负载电阻R的大小,并逐次测量各个对应I、 和纹波电压U∽值(用晶体管毫伏表测量U。-得到交流分量的有效值),并将数据记录 在表1-12-3中(当L接近满量程500mA时,电流表在电路中测量时间要短,否则易损坏 表1-12-3外特性及输出电阻测量数据 (空载) V 四、预习要求 (1)阅读本实验内容,复习与本实验有关的课程内容 (2)计算输出电压U3的理论估算值,并填写出表1-12-1中 (3)熟悉示波器、万用表和晶体管毫伏表的正确使用 注意 (1)切忌带电接线或带电拆线
模拟电子技术实验指导书 数据记录在表1-12-2中。 图1-12-2串联型稳压电路 表 1-12-2稳压系数测量数据(测试条件RL=20Ω) u2(V) Ui(V) Uo(V) i i o o U U U U / / 15 16.5 13.5 (2)测量外特性及纹波电压Uo(～) 电路同上，当的u2=15V时，改变负载电阻RL的大小，并逐次测量各个对应Io、Uo 和纹波电压Uo(～)值(用晶体管毫伏表测量Uo(～)得到交流分量的有效值)，并将数据记录 在表1-12-3中(当Io接近满量程500mA时，电流表在电路中测量时间要短，否则易损坏 表)。 表 1-12-3 外特性及输出电阻测量数据 RL(Ω) ∞(空载) 30 20 10 Io (mA) Uo (V) Uo(~)(mV) 四、预习要求 (1)阅读本实验内容，复习与本实验有关的课程内容。 (2)计算输出电压U3的理论估算值，并填写出表1-12-1中。 (3)熟悉示波器、万用表和晶体管毫伏表的正确使用。 注意： (1)切忌带电接线或带电拆线
实验十二直流稳压电源电路 (2)在观测波形时,必须将示波器与实验板电路共“地”(黑夹子接“地”)。当观 察信号,既有交流分量,又有直流分量时,“Y轴输入耦合”应放在“DC”挡上,并调 整好显示屏上Y轴零点 (3)正确选择仪表及其量程。特别注意区分电路哪些是交流分量,哪些是直流分量, 以便正确选用电表。 (4)为防止因使用不当而烧坏万用表,本次实验要求:用指针式的万用表测量电流 而测量交、直流电压用数字式万用表;测量纹波电压用晶体管毫伏表 五、实验总结报告分析提 (1)总结单相桥式整流滤波电路和三端集成稳压电路的工作特点 (2)整理实验数据表格,分别计算稳压电源的稳压系数γ、输出电阻R。的值。 (3)由表1-12-3中输出电流Io、输出电压Uo的测量数据,画出外特性曲线,即U=f(Ll) 的关系曲线。 六、思考题 分析桥式整流、滤波电路图1-12-1中,电容的大小对输出波形的有什么影响?
实验十二 直流稳压电源电路 (2)在观测波形时，必须将示波器与实验板电路共“地”(黑夹子接“地”)。当观 察信号，既有交流分量，又有直流分量时，“Y轴输入耦合”应放在“DC”挡上，并调 整好显示屏上Y轴零点。 (3)正确选择仪表及其量程。特别注意区分电路哪些是交流分量，哪些是直流分量， 以便正确选用电表。 (4)为防止因使用不当而烧坏万用表，本次实验要求:用指针式的万用表测量电流； 而测量交、直流电压用数字式万用表；测量纹波电压用晶体管毫伏表。 五、实验总结报告分析提示 (1)总结单相桥式整流滤波电路和三端集成稳压电路的工作特点。 (2)整理实验数据表格，分别计算稳压电源的稳压系数γ、输出电阻Ro的值。 (3)由表1-12-3中输出电流Io、输出电压Uo的测量数据，画出外特性曲线，即Uo=f(Io) 的关系曲线。 六、思考题 分析桥式整流、滤波电路图1-12-1中，电容的大小对输出波形的有什么影响?