整流滤波电路实验

整流滤波电路实验
一、整流滤波电路实验目的
1．滤波器在半波和全波电路中的滤波效果。
2．测量整流滤波电路输出脉动电压的峰值。
3．计算带有电容滤波器的整流电路的平均直流输出电压，并将计算结果与无滤波的整流电路相比较。
4．  较平均直流输出电压的计算值和测量值。
5．  算整流滤波电路的脉动系数。
6．  察滤波电容大小变化对输出脉动电压的影响。
7．  察负载电阻大小变化对输出脉动电压的影响。
8．  较半波整流电容滤波电路和全波滤波电路的平均直流输出电压。
9．  较半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路的脉动输出电压大小。

二、整流滤波电路实验仪器
20:1带中心抽头的电源变压器                                   1个
1N4001硅二极管                                              2个
220V交流电源                                                1个
100uF、470uF电容                                            各一个
100Ω、200Ω电阻                                             各一个
双踪示波器                                                   1台
万用表                                                       1个

三、整流滤波电路实验原理

整流滤波电路的平均直流输出电压Vdc可用输出电压的峰值Vp减去脉动电压Vpp的一半来计算，即V_dc=V_p-V_pp/2

在小电路输出的情况下，半波整流电容滤波电路的平均直流输出电压可估算为变压器二次电压有效值 V₂的1.0倍，即

                  V_dc≈1.0V₂

全波整流电容滤波电路（包括桥式整流滤波电路）的平均直流输出电压可估算为变压器二次电压有效值的1.2倍，即

                  V_dc≈1.2V₂

电路的脉动系数S为脉动电压峰值V_pp/2与平均直流输出电压V_dc之比，即

             S=

半波和全波整流的实验电路如图1和2所示。

 

图１　半波整流电容滤波电路

图2 全波整流电容滤波电路

四、整流滤波电路实验步骤

1．  在电子工作平台上建立如图1所示的半波整流电容，万用表和示波器按图1设置。将输入点Sec的连线设为红色，输出点Out连线设为蓝色。

2．  单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。在示波器屏幕上，兰色曲线图为输出电压波形，红色曲线图为输入电压波形。用坐标纸画出输入和输出波形图，并记录输出电压的峰值V_P和脉动电压的峰-峰值V_PP。

3．  由输出电压峰值V_P和脉动电压峰-峰值V_PP计算平均直流电压V_dc。

4．  由脉动电压峰-峰值V_PP和平均输出直流电压V_dc计算脉动系数S。

5．  记录万用表的直流输出电压读数。

6．  断开万用表的连线并把它放回仪器架。将470uF的滤波电容换成100uF，然后单击仿真电源开关进行动态分析。用示波器的显示曲线测量输出电压的峰值和脉动电压的峰-峰值，并记录测量结果。

7．  由输出电压的峰值V_P和脉动电压的峰-峰值V_PP计算平均直流输出电压V_dc。

8．  由脉动电压的峰-峰值V_PP和平均直流输出电压V_dc计算脉动系数S。

9．  将滤波电容恢复到470uF，并将电阻换成200Ω。单击仿真电源开关进行动态分析。用示波器屏幕上的曲线图测量峰值输出电压V_P和脉动电压峰-峰值V_PP，并记录测量结果。

10．值输出电压和脉动电压峰-峰值计算平均直流输出电压。

11．由脉动电压峰-峰值V_PP和平均直流输出电压V_dc计算脉动系数S。

12．在EWB平台上建立如图2所示的全波整流电容滤波电路，示波器按图2设置。

13．单击仿真电源开关，激活整流滤波电路进行动态分析。在坐标纸上画出波形曲线图，并记录输出电压峰值和脉动电压峰-峰值。

14．输出电压峰值V_P和脉动电压峰-峰值V_PP计算平均直流输出电压V_dc。

15．由V_PP和V_dc计算脉动系数S。

五、整流滤波电路思考与分析

1．比较半波整流电容滤波电路和半波整流电路，说明滤波电路的输出电压波形有何影响？

2. 在半波整流电路的输出端接上或断开滤波电容，对电路的平均直流输出电压有何影响？

3．半波整流电容滤波电路直流输出电压的计算值与测量值，情况如何？

3．  滤波电容减小后对平均直流输出电压和脉动系数有何影响？请解释。

4．  负载电阻增大后对平均直流输出电压和脉动系数有何影响？请解释。

5．  全波整流电容滤波电路和半波整流电容滤波电路的电压输出波形有何不同？这两种电路的平均直流输出电压有何差别？脉动系数何不同？