1、整流电路研究实验报告整流电路研究-实验报告实验报告课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩：_实验名称： 整流电路的研究 实验类型： 电路实验 同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、加深理解二极管单向导电特性；2、学习二极管在整流电路中的工作特性；3、学习二极管在倍压整流电路中应用。二、实验内容和原理 1、设计一个半波整流电路，利用示波器观察输入输出信号波形的变化；2、设计一全波整流电路，观察输入输出信号波形的
2、变化以及滤波对输出电压的影响；3、设计一个倍压电路，使之输出电压呈2倍压、3倍压增加。实验原理与说明1、电压单向化： 在半波整流电路中，交流波形的正半周或负半周其中之一会被截止。只有一半的输入波形会形成输出。 全波整流可以把完整的输入波形转成同一极性来输出。2、电压平滑化：半波整流和全波整流之后所输出的直流电，都还不是恒定的直流电压。为了从交流电源整流产生稳定的直流3、倍压整流电路在输出接电阻、空载时，输出电压的测量；五、实验数据记录和处理1.半波整流电路：如右图接线，选择信号源输出为Vpp=5V，在AB端口接不同负载的情况下分别测量AB端电压如下：只接100k电阻只接470F电容同时接100
3、k电阻和470F电容信号源频率582mV2.04V1.92V1000Hz667mV2.04V1.92V500Hz 只接电阻 只接电容同时接电阻和电容2.全波整流电路如右图接线，选择变压器09V输出，在AB端口接不同负载的情况下分别测量AB端电压为只接100k电阻只接470F电容同时接100k电阻和470F电容7.43V11.7V11.5V 只接电阻 只接电容 同时接电阻和电容3.倍压电路如右图接线，选择变压器为09V输出，C1=C2=0.1F，当AB端接或不接负载的时候测量AB端的电压为不接负载接100k电阻负载19.1V6.64V 不接负载 接入负载六、实验结果与分析1.半波整流电路中，使用
4、了峰峰值为5V的正弦信号，经过半波整流，理论上输入信号电压的平均值为然而在只接电阻的情况下，1000Hz测得AB端电压为582mV, 500Hz下测得为667mV，均与796mV有差距。分析原因，一方面是电路中二极管非理想二极管，存在少量的压降；另一方面当信号频率越高时，二极管的结电容增大，单向导电性变差，导致少量反向电流通过，使电流、电压平均值减小，所以1000Hz测得的电压平均值小于500Hz的平均值。当只接电容时，半波信号的单峰值为2.5V，达到峰值之前电容器处于充电状态，但当信号幅度下降至小于电容极板电压时，电容器开始放电，但总体而言，电容器极板电压将会从零开始一次次上升，直至达到动态
5、平衡，因此AB端电压平均值会小于2.5V，实测2.04V，因为没有放电回路，电容器两端电压基本不变。接上100k电阻后，电容两端电压按照指数规律缓慢下降，因此平均值会略有降低，实测1.92V前面的图像反映出了电容器的滤波效果，因为时间常数而信号源频率1000Hz，即周期为1ms，远小于时间常数，即电容器达到平衡电压后几乎来不及变动，AB端的电压波动很小，电压纹波几乎看不到，表明滤波电容的滤波效果很好。2.全波整流电路中，使用了有效值为9V的正弦信号，频率50Hz，理论上上如信号电压平均值为测得AB端电压平均值为7.43V，略小于8.10V，主要原因应该是全波整流电路使用了多个二极管，存在一定压
6、降。只接电容时，电容在一个信号周期内经历充电和放电，输入信号电压最大值为12.72V，电容极板电压平均值也应略小于12.72V，实测为11.7V，接上100k电阻后，放电略有加快，平均值可能略有降低，实测为11.5V此时的时间常数仍为47s，当信号源电压上升到高于电容电压时，电容被充电，且因二极管导通时因为相当于并联了小电阻，时间常数会短暂变得很小，所以充电速度很快，直到信号源又低于电容两端电压时，二极管截止，电容器又开始缓慢放电，此过程周而复始。但信号变成了50Hz，即周期为20ms，是半波整流1000Hz时的20倍，因此理论上电容会经历比半波整流更明显的充放电，虽然仍很微小。在同时接入电容
7、和电阻的图片中可以看出AB端电压的波动情况，和只接电阻的图片相比，表明滤波效果欠佳3.倍压电路中，仍使用有效值为9V的正弦信号，频率50Hz，选用了0.1uF的小电容。经过若干个周期后，电容器C2会逐渐达到平衡状态，考虑二极管压降，其极板电压值小于2Vm=25.46V，实测不接负载的情况下为19.1V，在接上100k电阻后，时间常数为与信号周期相近，在负半周时间内电容器C2上的电压会下降，在正半周再次被充电，因此AB端电压会有很明显的升降，实测平均值为6.64V七、讨论、心得在整流、滤波电路中，滤波电容起到了让整流后的直流信号更加平滑化的作用，而滤波电容的取值越大，滤波效果越好，得到的输出信号
8、更加平滑。然而在我的全波整流实验中，和仿真结果相比，我的波形看得出明显波动，而理论和仿真都表明波形应该几乎趋于直线才对，实验和理论并不吻合。造成这一差异的原因，我认为是实际操作中当二极管截止，有可能在该频率信号下，实验室的二极管展现出结电容效应，破坏了单向导电性，使得电容相当于并联上了小电阻，于是LC回路的时间常数变小，以至于看到明显的充放电，而理论和仿真中把二极管看作理想，则不存在这一情况。若要在实验中获得真正的全波整流波形，需要考虑使用工作频率更高的二极管，但二极管特性决定了高频率和大电流不可兼得，所以此时要控制电流相应降低。Psipce仿真1.半波整流只接电阻只接电容同时接电阻和电容2.全波整流只接电阻只接电容同时接电阻和电容3.倍压电路不接负载接入负载
