Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Во многих областях электроники используют коиленса1оры для синхронизации и генерации сж-капов. и именно об этих применениях конденсаторов вы более подробно узнаете кз тл 3„5. 8 зт 9 1.24. Обобщенная теорема Тевеннна об эквивалентном преобразовании (эквивалентном генераторе) Дчя СХЕМ. ВКЛтОЧаКзШИХ КОИтсиеа. ОГЬ И иклу ктивностк. теоРема об 1квивплек ш вом преобразовании должка бы|с сформулирована еле чующим, браюм всш лп схема. имевшая лва вывозы к содержащая резисторы. ьок зеисаторы. инлухтивности и источники сигналов. эквивалентна пепи.
представляющей собой послеловптелытс е соединение одного компзекскщо ьшяпелансп и одного источника си~нала Как к прежде эюзивалевзкый импе.шк,. к источник опрелслжог по выходном) напряжению разом«вузов пели к по ш к) короткого замыкания 50 Глава 1 с. и. и Я х с а а ао< и о и=о о а= = о о тс о т к э о с % !и < 3 с о о в о о о х о о :т о о с и о' а< <о С 'о о в гя с. и х и й о а .й о з и з с 555 й ° с- о о с. и з и с. й а й х и тл о о и «а х и сь с с о в- ы М о ьс и л и и с о о о и т з: й о ив х ай о о ,а Ю о х й.»= и о .е о Ы-. ио !д о я о о Ы о .т о о о и о. З' о Й о с о о ййй Ф.$й~ 55Ц! о с с" с с о с х и *,* т=„) й ь ? д 7т Рис.
! бб Диод ДИОДЫ И ДИОДНЫВ СХКМЫ !.25. Диоды Элементы, которые мы рассматривали до сих пор, относятся к линейным. Это значит, что удвоение приложенного сигнала (скажем, напряжения) вызывает удвоение отклика (скажем, тока). Этим свойством обладают даже реактивные элементы, конденсаторы и нндуктивности. Рассмотренные элементы являются также пассивными, т.е. они не имеют встроенного источника энергии. И, кроме того, все эти элементы имеют по два вывода.
Диод (рис. 1.66) представляет собой пассивный нелинейный элемент с двумя выводами. Вольт-амперная характеристика диода показана на рнс. 1.67. (Придерживаясь принятого нами подхода, не будем объяснять физику явлений, определяющих функционирование этого элемента.) На условном обозначении направление стрелки диода (так обозначаю~ анод элемента) совпадает с направлением тока. Например, если через диод в направлении от анода к катоду протекает ток величиной 10 мА, то анод на 0,5 В более положителен„ чем катод; эта разница напряжений называется «прямым напряжением диодаи.
Обратный ток для диодов общего назначения измеряется в наноамперах (обратите внимание на разный масштаб измерений по оси абсцисс для прямого и обратного тока), и его, как правило. можно не принимать во внимание до тех пор, пока напряжение на лиоде не достигнет значения напряжения пробоя (это напряжение называют также пиковым обратным напряжением). Для диодов общего назначения типа 11ч9!4 напряжение пробоя составляет обычно 75 В.
(Как правило, на диод подают такое напряжение, которое не может вызвать пробой, исключение составляет упомянутый ранее зенеровский днол.) Чаще всетю падение напряжения на виоле. обусловленное Рис. ! б7 Вольт-амиориаи аарактаристииа диода прямым током через него, составляет от 0,5 до 0,8 В. Таким падением напряжения можно пренебречь, и тогда диод можно рассматривать как проводник, пропускающий ток только в одном направлении. К другим важнейшим характеристикам, отличающим существуияцие типы диодов друг от друга, относят: максимальный прямой ток, емкость, ток утечки и время восстановления обратного сопротивления (см.
табл, !.1, в которой приведены характеристики некоторыхтинов диодов). Прежде чем начинать рассматривать схемы, содержащие диоды, отметим два момента: !) диод не обладает сопротивлением в указанном выше смысле (не подчиняется закону Ома); 2) схему, содержащую диоды, нельзя заменить эквивалентной. Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный: выпрямительные схемы являнпся самымн простыми н наиболее полезными в практическом отношении лнодными схемами (иногда диодь лаже называют выпрямителями).
Простейшая вьптрямительная схема показана на рис. 1.68. Символ иПеремн используется для обозначения источника переменного напряжения: в электронных схемах он обычно используется с трансформатором, питающимся от силовой линии переменного тока. Для синусоидального входного напряжения, значительно пре- а= о В ф З о ! ;. ь 'с о о о 3 о и о и и к и с о а 3 с. < р х и о и йм «Е ! о — ! ! и< ах и ив и в о с. $ - "Й О а о тт й.
и в й с. — Б х в пи и с а! й 52 Глава 1 Рис. 1 б9 Рис 1 71 Ряс ! 72 Рвс 1.бх Опиополупериолиый выпрямитель вышающез о прямое напряжение диода (обычно в выпрямителях используют кремниевые диолы, для которых прямое напряжение составляет 0,6 В), выходное напряжение будет иметь вид. показанный на рис. 1.69. Если вы вспомните, что диод †э проводник, пропускающий ток только в одном направлении, то нетрудно понять, как рабогает схема выпрямителя.
Представленная схема называется одиопплулериодным выл)гпминаалам, так как она использует только половин» входног о сигнала (гюловину периода). На рис. 1.70 представлена схема двухполупериодног о выпрямителя, а на рис. 1.71 показан ее выхолной сигнал Из графика видна, что входной сигнал использует ся при выпрямлении полностьнз На графике выходного напряжения наблюдаются интервалы с нулевым значением напряжения. они обусловлены Рис 1 эе Да»гозгзаериолвыи момовогг аыпрямв»ель прямым напряжением диодов В расс:матриваемой схеме два диода всегда гюдключены последовазельно к входу, об этом следует помнить при разработке низковольтных источников питания 1.27. Фильтрация в источниках питания Выпрямленные сиз'налы, полученные в предыдущем разделе, еще не могут быть использованы как сигналы постоянного тока.
Дело в том, что их можно считать сигналами постоянного тока только в том отношении, что они не изменяют свою полярность. На самом деле в них присутствует большое количество ипульсацийв (периодических колебаний напряжения относительно постоянного значения1. которые необходимо сгладить для того.
чтобы гюлучить настоящее напряжение ПОСтОяНИО1 О ГОКа. Дпя зтОГО СХЕМУ выпрямителя нужно дополнить филю ром низких частот (рнс. 1.72). Вообще говоря. последовательный резистор здесь не нужен, н его, как правило, не включагог в схему (если же резистор присутствуег. го он нмеел очень маленькое содротнпле ние и служит для ограничения пиковогг тока выпрямителя). Дело в том, чт< диоды предотвращаюг. протекание гока разряда конденсаторов и последние слэ. жат скорее как накопители энергии.
а ы. как злемензы классического фильтра низких частот. Энергия. Накопленная нонден автором. Оырелезяезся выражение,з Рг'= 1г'2С(г '. Если емкость С нзмеряегся в фарадах, а напряжение П вЂ” в вольтах. 1» энерг ия И' оуде.г измергп ься в джоу,гях. :в ватгах в 1 с) Кгэнденсатор подбирают так, чгобы выпг» шяпось условие 1»„г ': 1, З застыли пульсапий, в пылом сэу гаг 120 Гп) 1)ри этом происходит осггабленнс нои сигнал, кюуу гппкпв нагрузка ХОЛНПВ Ентгнг нгсупгспзние нонденсн.
жгфа ,,э)в(ь.173, Оарепаление иапряжеввя пульсааий испо г "-:Ф'::: ий за счет того, что постоянная (лг ' " для разрядки конденсатора су;„;;,'фйз~~~цйгцо превышает время между пере.".се нами, В следующем разделе мы '' ззо утверждение наивные иия пульсаций. 1:Ъ!- ' "" . зьно О р дел ь напра ение >';,'г" '"'" НЕтрудНО, ОСОбЕННО Еегщ ОНО о. цо сравнению с напряжением ого тока (рис. 1.73).
Наз рузка разряд конденсатора, который дит в промежутке между циклами ''::цгадовинами циклов для двухпол» о выпрямления) выходного :. 1,'1 „, Вэ Если предпОЛОжить, чтО т Ок и;,'.1; 1'4(цгрузиу остается постоянным (зто 1 "ь,*'„,*, ',.'4 Во для небольших пульсаций), О'.",', ~л(~ = (Х/С) Л1 (напомним, что 7 = фф/а)1). Подставим значение 1,у (или гг)2182(: двухполупериодного выпрямле ,,')Взмьйо дг (такая замена допус тима, .:: »',;,, к КЬНденсатор начинает снова заря Меньше.
чем через половину , $) гПОдучим '-';М.-'-;:::~ УС -~ф~~йЗэаупериодное выпрямленне) , '.::.:;"'е,', аз21'» .11 и 1ййнхУпеРиодное вьщРЯмлениег -".:~фМФ. ЦРЕПОДаиатЕЛЬСКИН ОПЬП. г ОВО(Гит ,,';~~зййхг что студенты любят заучивать .пи '~~6$1фй))жиия1 Неофиднальныи опрос, прове .;'(8(чй(уй авторами. показал. что нз каждых .зг))э1)~Х:опрошенных инженеров двп ве пом „ай)ийууййги уравнения, гак по не трулнлесь. '- 1)й()й(~уйвно иад бесполезным заучиванием ~ ай„-.":411(йуйе научитесь выволить»пн завнсн- -"-~ ) 3:1~ ,''НВЗНГ ВОСПОЛЬЗОВазхея ЭКСПОНЕНЫИа,гЬ "змяа»."»функцией, определяющей изменение .::;.";~$~Маг(звкеиия на конленсаторе прн ег'о раз Основы электроники 53 ряде.
то резульгаг получим неправиль- НЫМ ПО СЛЕзм ЮЩИМ ПРИЧННаМ: 1. Разряд конденсатора описывается .»кспоненциальной зависнмосэью только в том случае, если на. р»зка реэистивна; в большинстве случаев шо не так. Часто на выходе вьщрями геля устанавливают мпабияизатор нппзгпокенигг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
