Na výsledkoch získaných simuláciou dvojcestného usmerňovača podľa obr. vysvetlite princíp jeho funkcie.
OBVOD:
Obr.1 Schéma dvojcestného usmerňovača
RIEŠENIE:
Pomocou programu Spice overíme funkciu obvodu na obr. 1, ktorý z matematického pohľadu realizuje absolútnu hodnotu vstupného napätia.
Celý obvod je tvorený dvoma blokmi: jednocestným usmerňovačom (prvky X1;D1,2;Ra1; Rf1;Rnom1) a sčítacím obvodom- sumátorom (prvky X2;Ra2;Ra12;Ra2;Rf2;Rnom2). Činnosť obvodu znázorňujú výsledky jednotlivých analýz (jednosmernej -obr. 2,3,4 a striedavej -obr. 5,6,7). Jednocestný usmerňovač zosilní –1 krát kladnú polvlnu sínusového signálu zo vstupu (obr.6), pričom spätnoväzobná slučka sa uzatvára cez D2 a Rf1. Pre záporné napätie je otvorená D2 a na výstupe je nulové napätie. Sumátor sčíta vstupný signál so signálom z výstupu usmerňovača tak, že pre vstupný signál je zosilnenie –1 a pre usmernený –2. Výsledkom je dvojcestne usmernený signál (obr.7). Výsledky jednosmernej analýzy sú znázornené na obr. 1,2 a 3.
Podľa typu zapojenia existuje usmerňovač:
Dvojcestné zapojenia na rozdiel od
jednocestných zabezpečujú, že výstupné usmernené napätie je tvorené obidvoma
polvlnami vstupného harmonického priebehu. Výhodou
usmerňovača v dvojcestnom zapojení je možnosť
dosiahnuť symetrické usmernené napätie a väčšiu strednú
hodnotu výstupného napätia ako pri jednocestnom zapojení.
Obr.2 Vstupné jednosmerné napätie
Obr.3 Výstupné jednosmerné napätie z jednocestného usmerňovača (v uzle 4)
Obr.4 Výstupné jednosmerné napätie (v uzle 6)
Obr.5 Vstupný striedavý signál
Obr.6 Výstupný striedavý signál z jednocestného usmerňovača (v uzle 4)
Obr.7 Výstupný usmernený striedavý signál (v uzle 6)
CIR:
Dvojcestny usmernovac
OUT:
******* 05/08/102 ******* Evaluation PSpice (July 1990) ******* 12:04:48 *****
dvojcestny usmernovac
**** CIRCUIT DESCRIPTION
******************************************************************************
Ra1 1 2 10k
Rf1 2 4 10k
Rnom1 8 0 5k
Ra12 1 5 10k
Rf2 5 6 10k
Ra2 4 5 5k
Rnom2 7 0 2k
Vin 1 0 ac 5 sin(0 5 50)
X1 8 2 9 10 3 UA741
X2 7 5 9 10 6 UA741
V0 9 0 DC 15
V1 10 0 DC -15
..lib [cesta]\Opnom.lib
D1 3 2 dioda
D2 4 3 dioda
.DC Vin -5 5 0.5
.tran 1n 30m 0 100u
.probe
.model dioda d is=0.5u rs=6 bv=5.2 ibv=0.5u
.end
******* 05/08/102 *******
Evaluation PSpice (July 1990) ******* 12:04:48 *****
dvojcestny usmernovac
**** Diode MODEL PARAMETERS
******************************************************************************
dioda X1.dx X2.dx
IS 500.000000E-09
800.000000E-18 800.000000E-18
BV 5.2
IBV 500.000000E-09
RS 6
******* 05/08/102 *******
Evaluation PSpice (July 1990) ******* 12:04:48 *****
dvojcestny usmernovac
**** BJT MODEL PARAMETERS
******************************************************************************
X1.qx X2.qx
NPN NPN
IS 800.000000E-18
800.000000E-18
BF 93.75
93.75
NF 1
1
BR 1
1
NR 1
1
******* 05/08/102 *******
Evaluation PSpice (July 1990) ******* 12:04:48 *****
dvojcestny usmernovac
**** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE =
27.000 DEG C
******************************************************************************
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE
VOLTAGE
( 1) 0.0000 ( 2)-379.4E-06 ( 3) 665.2E-06 (
4)-167.1E-06
( 5)-140.2E-06 (
6) 571.1E-06 ( 7)-159.4E-06 ( 8)-398.6E-06
( 9) 15.0000 ( 10)
-15.0000 (
X1.6)-63.35E-09 ( X1.7)
667.0E-06
( X1.8) 667.0E-06 ( X1.9) 0.0000
( X2.6)-54.95E-09 ( X2.7)
574.7E-06
( X2.8) 574.7E-06 ( X2.9) 0.0000
(X1.10) -.6081 (X1.11)
14.9600
(X1.12) 14.9600 (X1.13)
-.5942 (X1.14) -.5942
(X1.53) 14.0000
(X1.54) -14.0000 (X1.90) 36.44E-06 (X1.91)
40.0000 (X1.92) -40.0000
(X1.99) 0.0000 (X2.10)
-.6078 (X2.11) 14.9600
(X2.12) 14.9600
(X2.13) -.5939 (X2.14)
-.5940 (X2.53) 14.0000
(X2.54) -14.0000
(X2.90) 71.13E-06 (X2.91) 40.0000
(X2.92) -40.0000 (X2.99)
0.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
Vin -5.195E-08
V0 -3.334E-03
V1 3.334E-03
X1.vb -6.335E-13
X1.vc 1.400E-11
X1.ve 1.400E-11
X1.vlim 3.644E-08
X1.vlp -4.000E-11
X1.vln -4.000E-11
X2.vb -5.495E-13
X2.vc 1.400E-11
X2.ve 1.400E-11
X2.vlim 7.113E-08
X2.vlp -4.000E-11
X2.vln -4.000E-11
TOTAL POWER DISSIPATION 1.00E-01
WATTS
JOB CONCLUDED
TOTAL JOB TIME 5.5