ВНИМАНИЕ: Во время этого эксперимента не прикасайтесь ни к одной части цепи, находясь под напряжением. Источник переменного тока заземлен, как показано на рисунках 1 и 2, заземлен только в том случае, если источником является генератор функций. НЕ заземляйте VARIAC.
1. Настройка источника переменного тока
Для этого эксперимента используются два источника переменного тока; переменный трансформатор (VARIAC) на низкой частоте 60 Гц и функциональный генератор с пиковым синусоидальным выходом 10 В и частотой 1 кГц.
- Перед началом подключите дифференциальный пробник к одному каналу осциллографа, а обычный пробник — к другому каналу.
- Отрегулируйте кнопки на щупах следующим образом: дифференциальный пробник на 20X (или 1/20) и обычный щуп на 10X. Не забудьте включить дифференциальный щуп.
- В меню каждого канала на осциллографе установите щуп в положение 10X. Для дифференциального пробника вручную умножьте все измерения или результаты на два, чтобы достичь желаемого 20-кратного значения.
- Чтобы настроить генератор функций, убедитесь, что выход 50 Ω подключен к кабелю BNC-to-alligator.
- Подсоедините зажимы типа «крокодил» к обычному щупу прицела, чтобы наблюдать за выходом генератора функций.
- Установите синусоиду на синусоиде при пиковом напряжении 10 В и частоте 1 кГц с нулевым смещением постоянного тока.
- Наблюдайте за выходом генератора функций и отрегулируйте его настройки для достижения желаемой формы выходного сигнала.
- После установки сигнала отсоедините разъем BNC, но оставьте функциональный генератор включенным, чтобы сохранить его настройки. Отсоедините щуп зонда от выхода генератора.
- Чтобы настроить VARIAC, убедитесь, что выход VARIAC (выглядит как обычная розетка) не подключен к кабелю.
- Не выключайте VARIAC и убедитесь, что его ручка установлена на ноль.
- Медленно отрегулируйте ручку VARIAC на 5% мощности. Это должно дать около 10 В пикового напряжения.
Полуволновой выпрямитель
2. Резистивная нагрузка с высокочастотным входом
- Используйте генератор функций в качестве источника переменного тока, но пока не отключайте его от цепи.
- На протоплате постройте схему, показанную на рис.1. Диод (D) имеет номинальное напряжение 2A01G-T 50 В и 2 А, а нагрузочный резистор (R) имеет напряжение 51 Ω.
- Убедитесь, что полярность диода правильная. Приборная панель на диоде находится на катоде.
- Перед подключением дифференциального пробника к цепи свяжите клеммы пробника вместе и отрегулируйте его измеренную форму сигнала на экране, чтобы показать нулевое напряжение смещения.
- Подключите дифференциальный щуп напряжения к нагрузочному резистору, чтобы наблюдать за выходным напряжением Vout.
- Подключите обычный щуп со стороны переменного тока, чтобы наблюдать за входным напряжением Vin.
- Подключите генератор функций к цепи.
- Настройте временную базу на области видимости, чтобы отображать Vin и Vout для четырех основных циклов Vin. Сделайте копию осциллограмм.
- Увеличьте масштаб в области выключения диода и сделайте копию осциллограмм.
- Отсоедините генератор функций и снимите дифференциальный щуп для изменения нагрузки. Оставшуюся часть цепи и соединений оставьте как есть.

Рисунок 1: Полуволновой выпрямитель с резистивной нагрузкой
3. Резистивно-индуктивная нагрузка с высокочастотным входом
- Используя ту же схему, что и на рисунке 1, подключите катушку индуктивности 4,7 мГн (L) в серии } с резистивной нагрузкой, как показано на рисунке 2.
- Подключите дифференциальный щуп напряжения к нагрузочному резистору, чтобы наблюдать за напряжением резистора Vout , которое имеет ту же форму сигнала, что и ток нагрузки R-L Iout.
- Включите выход генератора функций.
- Настройте временную базу на области видимости, чтобы отображались Vin и Vout для четырех основных циклов Vin. Сделайте копию осциллограмм.
- Увеличьте масштаб в области выключения диода и обратите внимание на задержку во времени выключения. Сделайте копию осциллограмм.
- Выключите выход генератора функций и отключите его от цепи.
- Снимите катушку индуктивности L и оставьте остальную часть цепи как есть.

Рисунок 2: Полупериодный выпрямитель с нагрузкой R-L
4. Резистивная нагрузка с низкочастотным входом
- Убедитесь, что выходной сигнал VARIAC находится на уровне 5% и отключен от цепи. Подключите дифференциальный пробник к VARIAC, включите VARIAC ON и слегка отрегулируйте его выходной сигнал для достижения пикового напряжения 10 В.
- Захватите осциллограмму на осциллографе для использования в качестве эталонного входного напряжения.
- Выключите VARIAC, но не изменяйте настройку напряжения.
- Используя ту же схему, что и на рисунке 1, т.е. с отключенным индуктором и единственной нагрузкой является резистор, подключите выход VARIAC с помощью кабеля «штекер-банан».
- Подключите дифференциальный щуп напряжения к нагрузочному резистору, чтобы наблюдать за выходным напряжением, Vout.
- Включите выход VARIAC. Держитесь подальше от цепи и наблюдайте за осциллографами на осциллографе. Если вам нужно отладить цепь, сначала выключите VARIAC OFF.
- Настройте временную базу на области видимости, чтобы отображать Vout для четырех фундаментальных циклов. Сделайте копию формы волны.
- Увеличьте масштаб в области выключения диода и сделайте копию осциллограмм.
- Выключите VARIAC и разберите цепь. НЕ изменяйте настройку напряжения VARIAC.
Полноволновой выпрямитель
5. Резистивная нагрузка
- На протоплате постройте схему, показанную на рисунке 3.
- Убедитесь, что полярность диода правильная. Приборная панель на диоде находится на катоде.
- Когда цепь будет готова, подключите выход VARIAC в качестве источника переменного тока.
- Подключите дифференциальный пробник напряжения к нагрузочному резистору, чтобы наблюдать за выходным напряжением Vout.
- Включите выход VARIAC. Держитесь подальше от цепи и наблюдайте за осциллографами на осциллографе. Если вам нужно отладить цепь, сначала выключите VARIAC OFF.
- Настройте временную базу на области видимости, чтобы отображать Vout для четырех основных циклов Vin. Сделайте копию осциллограмм.
- С помощью курсоров измерьте значение Vout.
- Оставьте соединения щупов как есть, выключите VARIAC и разберите цепь.
- НЕ изменяйте настройку напряжения VARIAC.

Рисунок 3. Полноволновой выпрямитель с резистивной нагрузкой.
6. Резистивная нагрузка с фильтрующим конденсатором
- Используя ту же схему, что и на рисунке 3, подключите электролитический конденсатор (C) параллельно резистивной нагрузке, как показано на рисунке 4.
- Убедитесь, что полярность конденсатора правильная, а клемма ( - ) подключена к отрицательной стороне нагрузки.
- Включите выход VARIAC. Держитесь подальше от цепи и наблюдайте за осциллографами на осциллографе. Перед отладкой схемы выключите VARIAC.
- Настройте временную базу на области видимости, чтобы отображать Vout для четырех фундаментальных циклов VIN. Сделайте копию осциллограмм.
- Измерьте размах между пиками Vout, используя курсоры и опцию связи по переменному току для этого канала (связь по переменному току устраняет смещение сигнала по постоянному току).
- Вернитесь к муфте постоянного тока после выполнения измерения.
- Выключите ВАРИАК.
- Разберите схему и очистите стенд.

Рисунок 4. Полноволновой выпрямитель с резистивной нагрузкой и емкостной фильтрацией