张弛振荡器

四、元件参数
单结晶管UJT(2N6027) UJT(2N6027)的参数设置如图 1、单结晶管UJT(2N6027)的参数设置如图
可控硅SCR(2N1599) SCR(2N1599)的参数设置如图 2、可控硅SCR(2N1599)的参数设置如图
3、稳压管ZENER(02BZ2.2)的参数设置 稳压管ZENER(02BZ2.2)的参数设置 ZENER(02BZ2.2)
二、实验原理
1、单结管 单结管是单结晶体管的简称，它只有一个PN PN结 单结管是单结晶体管的简称，它只有一个PN结、 但却有一个发射极“ 和两个基极b1、b2， 和两个基极b1 但却有一个发射极“e”和两个基极b1、b2，所以又称 为双基极管。图1是单结管的图形符号。 为双基极管。 是单结管的图形符号。
张弛振荡器及其应用
一、实验目的
1.学习用 仿真软件设计张弛振荡电路、 1.学习用Multisim7仿真软件设计张弛振荡电路、 学习用 仿真软件设计张弛振荡电路 单向半波可控硅整流调光系统，并观察波形； 单向半波可控硅整流调光系统，并观察波形； 2.用学过的电路理论观察并分析张弛振荡器的工作 2.用学过的电路理论观察并分析张弛振荡器的工作 过程； 过程； 3.测量张弛振荡器的频率、 3.测量张弛振荡器的频率、周期及脉冲的幅值和宽 测量张弛振荡器的频率 度； 4.观察非线性电路中产生的跃变现象。 4.观察非线性电路中产生的跃变现象。 观察非线性电路中产生的跃变现象
u c = U s (1 − e
− t RC
)
（t ≥ 0） ）
上的电压u 逐渐升高达峰点电压V C1上的电压uc逐渐升高达峰点电压VP时，e-b1导通，单结管 b 导通， 进入负阻状态， 通过e b 以时间常数(R 迅速放电 进入负阻状态，C1通过e-b1经R4以时间常数(Rb1+R4)*C1迅速放电 Rbl迅速下降 迅速下降， <<R） （因Rbl迅速下降，且R4<<R）其中 t − t 1
五、波形图
张弛振荡器不同频率下的电压波形： 1、张弛振荡器不同频率下的电压波形：
单相半波可控硅整流调光系统的电压波形： 2、单相半波可控硅整流调光系统的电压波形：
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六、实验报告要求
1.总结张弛振荡器和调光系统或调速系统的工作过程。 1.总结张弛振荡器和调光系统或调速系统的工作过程。 总结张弛振荡器和调光系统或调速系统的工作过程 2.把任务1 任务2中观察到的各点波形画在坐标纸上， 2.把任务1、任务2中观察到的各点波形画在坐标纸上， 把任务 与理论分析计算进行比较。 与理论分析计算进行比较。 3.分析说明图6电路中主回路与控制回路的同步原理。 3.分析说明图6电路中主回路与控制回路的同步原理。 分析说明图 4.回答思考题: 4.回答思考题: 回答思考题 (1)单结管张弛振荡器的频率主要是由什么决定的？ (1)单结管张弛振荡器的频率主要是由什么决定的？ 单结管张弛振荡器的频率主要是由什么决定的 (2)为获得较高的频率，减小R与减小C有什麽区别？ (2)为获得较高的频率，减小R与减小C有什麽区别？ 为获得较高的频率 (3)这两个参数的下限受什麽条件限制？ (3)这两个参数的下限受什麽条件限制？ 这两个参数的下限受什麽条件限制
4、单相半波可控硅整流电路
图5
实验原理
SCR虽承受正向电压 1、0—α：可控硅SCR虽承受正向电压，但触发脉 α 可控硅SCR虽承受正向电压， 为零，所以SCR处于正向阻断状态。 SCR处于正向阻断状态 冲电压ug为零，所以SCR处于正向阻断状态。 2、α—π：SCR仍承受正向电压，且在ωt=α时刻 π SCR仍承受正向电压，且在ω 仍承受正向电压 SCR触发导通 触发导通， 出现触发脉冲电压ug,使SCR触发导通，导通后 SCR两端压降很小，这时触发脉冲虽然消去了 SCR两端压降很小， 两端压降很小 过零时为止。 SCR仍继续导通， SCR仍继续导通，直至电源电压u2过零时为止。 仍继续导通 SCR承受反向电压 承受反向电压， 3、π—2π：SCR承受反向电压，不论有无触发脉冲 2 电压，SCR均不导通，即处于反向阻断状态。 电压，SCR均不导通，即处于反向阻断状态。 均不导通 由于触发脉冲出现的时间是可以控制的所以达到了可 控整流的目的。 控整流的目的。
第二基极
发射极
图1
第一基极
虚线框内是单结管的等效电路，其中Rb 图2虚线框内是单结管的等效电路，其中Rb1、Rb2分 别为发射极e至两个基极b 之间的等效电阻。 别为发射极e至两个基极b1、 b2之间的等效电阻。
Ue Up P B
Baidu Nhomakorabea
V Uv
0
Ie
图2 单结管的等效电路
截止区
负阻区
饱和区
作用下Rb 两端的电压为: 在正置电压 Ubb作用下Rb1两端的电压为:
3、可控硅整流元件 可控硅的图形符号及特性均线如图4所示。 可控硅的图形符号及特性均线如图4所示。
图4
工作原理
1.正向性能 当阳极a加正电压，阴极c 正向性能: 1.正向性能: 当阳极a加正电压，阴极c加负电压 称为正向） 若控制极g不加控制电压， （称为正向）时，若控制极g不加控制电压，管 子处于截止状态，仅有很小的漏电流I 子处于截止状态，仅有很小的漏电流IF，称为 正向阻断状态，见特性曲线的OA OA段 正向阻断状态，见特性曲线的OA段。 2.反向性能 当阳极加负电压，阴极加正电压时， 反向性能: 2.反向性能: 当阳极加负电压，阴极加正电压时， 其特性和二极管反向特性相似， 其特性和二极管反向特性相似，称为反向阻断 状态，见特性曲线的OD OD段 状态，见特性曲线的OD段。 3.当元件处于正向阻断状态时 当元件处于正向阻断状态时， 3.当元件处于正向阻断状态时，若所加阳极电压 上升太快（虽未超过正向转折电压），也会使 上升太快（虽未超过正向转折电压），也会使 ）， 元件由正向阻断状态变为导通状态， 元件由正向阻断状态变为导通状态，这在实际 工作中是应该避免的。 工作中是应该避免的。
Rb1 U b1 = ⋅ U bb = ηU bb Rb1 + Rb1
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2、张弛振荡器 利用单结管的负阻特性和RC RC电路 利用单结管的负阻特性和RC电路 的充放电性， 的充放电性，可以组成频率可变的张 弛振荡电路。如图所示。 弛振荡电路。如图所示。
R
uC
uC
uR
uR
工作原理
电源未接通前， 上的电压为零， t=0时刻开关闭和 时刻开关闭和， 电源未接通前，C1上的电压为零，设t=0时刻开关闭和，C1通 以时间常数（ 充电，电容C两端的电压为: 过R以时间常数（R*C1）充电，电容C两端的电压为:
uc = U pe
− R1C
（ t ≥ t1）
当C1上的电压降到谷点电压VV 时，经过R供给的电流小于谷 上的电压降到谷点电压V 经过R 点电流，不能满足导通的要求，于是e b 之间的电阻R 点电流，不能满足导通的要求，于是e-b1之间的电阻Rb1迅速增 单结管恢复阻断状态。然后C 又重新充电重复上述过程。 大，单结管恢复阻断状态。然后C1又重新充电重复上述过程。由 的放电远远小于充电时间常数（ ），所以 所以C 于C1的放电远远小于充电时间常数（R*C1），所以C1上的电压 Uc 呈锯齿波，R4 上的电压 uR4 为正向脉冲。 呈锯齿波， 为正向脉冲。
0 0 0
α
π
2π
π
2π
α
π
2π
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5、单相半波可控硅整流调光系统 电路连接如图6 电路连接如图6所示
三、实验任务
1.编辑“张弛振荡电路” 1.编辑“张弛振荡电路” 编辑 (1)测量单结管2N6027的峰点电压 测量单结管2N6027的峰点电压V 谷点电压V (1)测量单结管2N6027的峰点电压VP、谷点电压VV； （=50%R5） (2)测量RC充放电周期 测量RC充放电周期T (2)测量RC充放电周期T（=50%R5、<50%R5、>50%R5） 画出不同周期下的 uC、uR波形 (3)计算分压比 (3)计算分压比η =？ 频率f =？ 2.编辑 单相半波可控硅整流调光系统电路” 编辑“ 2.编辑“单相半波可控硅整流调光系统电路” (1)测量可控硅导通的初始相位角及最大移相角 测量可控硅导通的初始相位角及最大移相角， (1)测量可控硅导通的初始相位角及最大移相角，计 算移相范围； 算移相范围； (2)R5=？时 ω t = π ，画出 ω t = π 时的uS、uZ、uW、 2 2 uC、uR、uSCR、ud 波形。 波形。