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电容滤波器是利用电容充电和放电来是脉动的直流电变成平稳的直流电。我们已经知 道电容器的充、放电原理。图5所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作电路。设在1=0 时刻接通电源,由0开始上升,对电容器进行充电。由于整流元件的正向电阻很小,可 略去不计。在1=1时,c达到峰值为√2u,。此后4以正弦规律下降,电容电压通过负载电 阻R放电,在2以前,二极管D和D3因受反向电压而截止。当达到负半周的2时,二极管 D2和D4导通,在次对电容和对负载供电。到达3时,电容又充电至C=√24,以后每半 个周期如此循环下去。负载上的波形图如图6中实线所示。由电容两端的电压不能突变的 特点,达到输出波形趋于平滑的目的。 (b)π型RC滤波 前述电容滤波的输出波形脉动系统仍较大,尤其是负载电阻较小时,除非将电容容 量增加(实际应用时难于实现)。在这种情况下,要想减少脉动,可利用多级滤波方法,即 再加一级RC低通滤波电路,如图7所示,这种电路也称π型RC滤波电路。 由图7可见,π型RC滤波是在电容滤波之后又加了一级RC滤波,使得输出电压更平 滑(但输出电压平均值要减少)。 C2 图7π型RC滤波电路 【实验仪器】 双踪示波器,函数信号发生器,数字万用表,接线板,变压器1个(1000匝和500匝), 整流二极管(4个),电容三个:C1=C2=47uF,C=2200pF,电阻两个:R1=3002, R2=1k2,短接桥6个,接线等。 【实验内容】 1.示波器的使用 (1)熟悉示波器和信号发生器各旋钮的作用,可参见实验室提供的仪器使用说明: (2)调节信号发生器,使输出波的电压大小为5V,频率为1kHz(信号发生器所显示的 电压值为峰值),计算其电压有效值: (3)调节示波器,要求能观察到稳定的交流波形,在附表1中记录最高峰与最低峰之间的 时间和电压差值,计算电压有效值: (4)用数字万用表测量信号发生器输出波的电压有效值并记录在附表1中: (5)对上面三个电压有效值值进行比较。 2.观测变压器的输入、输出波(升压、降压电路选作一) (1)将变压器连接成升压电路或降压电路,保持信号发生器输出波不变(5V,1kHz), 利用示波器观察并测量输出电压的峰值,计算其有效值,并记录在附表2中: 14电容滤波器是利用电容充电和放电来是脉动的直流电变成平稳的直流电。我们已经知 道电容器的充、放电原理。图 5 所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作电路。设在t = 0 时刻接通电源,ui由 0 开始上升,对电容器进行充电。由于整流元件的正向电阻很小,可 略去不计。在t = t1时,uC达到峰值为 2ui 。此后ui以正弦规律下降,电容电压通过负载电 阻RL放电,在t2以前,二极管D1和D3因受反向电压而截止。当达到ui负半周的t2时,二极管 D2和D4导通,在次对电容和对负载供电。到达t3时,电容又充电至uC = 2ui ,以后每半 个周期如此循环下去。负载上的波形图如图 6 中实线所示。由电容两端的电压不能突变的 特点,达到输出波形趋于平滑的目的。 (b)π 型 RC 滤波 前述电容滤波的输出波形脉动系统仍较大,尤其是负载电阻RL较小时,除非将电容容 量增加(实际应用时难于实现)。在这种情况下,要想减少脉动,可利用多级滤波方法,即 再加一级RC低通滤波电路,如图 7 所示,这种电路也称π型RC滤波电路。 由图 7 可见,π型 RC 滤波是在电容滤波之后又加了一级 RC 滤波,使得输出电压更平 滑(但输出电压平均值要减少)。 图 7 π 型 RC 滤波电路 【实验仪器】 双踪示波器,函数信号发生器,数字万用表,接线板,变压器 1 个(1000 匝和 500 匝), 整流二极管(4 个),电容三个:C1 = C2 = 47 μF,C = 2200 pF,电阻两个:R1 = 300 Ω, R2 = 1 kΩ,短接桥 6 个,接线等。 【实验内容】 1.示波器的使用 (1)熟悉示波器和信号发生器各旋钮的作用,可参见实验室提供的仪器使用说明; (2)调节信号发生器,使输出波的电压大小为 5 V,频率为 1 kHz(信号发生器所显示的 电压值为峰值),计算其电压有效值; (3)调节示波器,要求能观察到稳定的交流波形,在附表 1 中记录最高峰与最低峰之间的 时间和电压差值,计算电压有效值; (4)用数字万用表测量信号发生器输出波的电压有效值并记录在附表 1 中; (5)对上面三个电压有效值值进行比较。 2.观测变压器的输入、输出波(升压、降压电路选作一) (1)将变压器连接成升压电路或降压电路,保持信号发生器输出波不变(5 V,1 kHz), 利用示波器观察并测量输出电压的峰值,计算其有效值,并记录在附表 2 中; 14
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