Цель работы. Амплитуда Um выходного импульса должна быть равна:
Амплитуда Um выходного импульса должна быть равна: Um = Еп - Uси.о Длительность переходного процесса определяется временем заряда конденсатора Сн от Uси.о до Еп через резистор Rd. За длительность tфр переднего фронта прямоугольного импульсного напряжения принято время, за которое напряжение возрастает от уровня (Uси.о+0.1*Um) до уровня (Uси.о+0.9*Um). Теоретический анализ показывает, что длительность переднего фронта определяется как tфр=2.2*Rd*Cн (1) Используя данное соотношение по результатам измерения длительности переднего фронта для двух величин резистора Rd, в данной работе определяется величина нагрузочной емкости Сн. По окончанию входного импульсного напряжения транзистор открывается и напряжение на выходе (на конденсаторе Сн) изменяется от Еп до Uси.о. Разряд конденсатора происходит током стока Ic транзистора. За время спада tcп (длительность заднего фронта) импульсного напряжения принято время, за которое напряжение уменьшается от уровня (Uси.о+0.9*Um) до уровня (Uси.о+0.1*Um). Анализ показывает, что если напряжение Uси.о > Uси.нас, то tcп =tфр, (2) В тех случаях, когда Uси.о < Uси.нас, в предположении, что ток стока IC в области пологого изменения постоянен и равен ICнач, то время спада tcп определяется как: tcп» Rd*Cн*ln[ICнач*Rd/(Uси.нас + ICнач *Rd- Еп)] (3) В данном случаи время спада определяется не только от величин Rd и Cн, но и начальным током стока ICнач полевого транзистора. До проведения экспериментов вычислите длительности переднего и заднего фронтов при сопротивлениях Rd=620 Ом и Rd=3 кОм по формулам (1) – (3), приняв ориентировочно величину Сн=120 рФ,
Рис. 8. Осциллограммы выходного и входного импульсов ключевой схемы.
Рис. 9. К измерению максимального и минимального уровней выходного напряжения.
Рис. 10. К измерению временных параметров выходного импульса ключевой схемы. Построим нагрузочные кривые для первой выходной характеристики:
Рис. 11. Нагрузочные кривые
3. Измерение параметров выходного импульса ключевой схемы при Rd=620Ом.
Подсчитаем теоретические τ фронта и τ спада, сравним их с экспериментальными: tфр=2.2*Rd*Cн=2,2*620Ом*120*10-12Ф=0,16 мс tcп» Rd*Cн*ln[ICнач*Rd/(Uси.нас + ICнач *Rd- Еп)]=0,19 мс Таблица 1.1
Снэкспер=117,3 пФ 4. Измерение параметров выходного импульса ключевой схемы при Rd=3 кОм.
Подсчитаем теоретические τ фронта и τ спада, сравним их с экспериментальными: tфр=2.2*Rd*Cн=2,2*3000Ом*120*10-12Ф=0,8 мс. tcп» Rd*Cн*ln[ICнач*Rd/(Uси.нас + ICнач *Rd- Еп)] =0,89 мс Таблица 1.2
Снэкспер=136,4 пФ
Полученные значения времени фронтов в цепи с резистором Rd2 отличаются от ожидаемых ровно в два раза (
Выводы. 1.Вид характеристик при эксперименте совпадает с раннее промоделированными на семинаре, что говорит о правильности модели, которой мы пользуемся в MicroCap 9.0ю
2.1.Работа транзистора в ключевом режиме была проанализирована на примере двух значений сопротивления нагрузки Rd1=620 Ом и Rd2=3кОм. Увеличение длительности переднего фронта приблизительно в 5 раз с увеличением соответственно сопротивления нагрузки от 620 Ом до 3 кОм обусловлено увеличением времени переходного процесса, определяемого формулой t=Cн*Rd. Таким образом, переходной процесс в случае большей нагрузки едва успевает окончиться, в то время как в случае с меньшей нагрузкой значение напряжения питания Eп достигается значительно быстрее из-за непродолжительности переходного процесса, что и видно из результатов опыта.
2.2.Длительность заднего фронта уменьшается, т.к. c увеличением нагрузки уменьшается значение постоянной (Eп-Ic*Rd), к которой будет стремиться экспоненциальное падение напряжения на выходе в результате разрядки конденсатора Cн.
Цель работы Ознакомится с методикой определения электромагнитных параметров электрического диполя. Задачи рассчитать параметры электромагнитного поля по заданным формулам. И провести анализ результатов.
|
, поэтому и времена передних фронтов должны отличаться в 5 раз). Такое соотношение было экспериментально достигнуто: теоретический прогноз справедлив.
