整流滤波电路 设计性试验
北京理工大学珠海学院物理实验中心设计性试验
北京理工大学珠海学院物理实验中心夏欢老师519085
实验名称
交流电与整流滤波电路
实验背景
交流电（英语：Alternating Current，简写AC）是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零（不含直流成分），称为交变电流或简称交流电。不同于方向不随时间发生改变的直流电。
通常波形为正弦曲线。但实际上还有应用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市电就是具有正弦波形的交流电。
交流电升降压容易的特点正好适合实现高压输电，从而使电线上的电力损失极少，被广泛运用于电力的传输。传输的电流在导线上的耗散功率可用P = I2R （功率＝电流的平方×电阻）求得，显然要降低能量损耗需要降低传输的电流或电线的电阻。由于成本和技术所限，很难降低目前使用的输电线路（如铜线）的电阻，所以降低传输的电流是唯一而且有效的方法。根据P=IV（功率=电流×电压，实际上有效功率P = IV cosφ），提高电网的电压即可降低导线中的电流，以达到节约能源的目的。近年来直流变压及输电技术取得了长足的发展，而高压直流输电的浪费会比较小；因此未来有望取代交流电以解决交流电的安全性和交直流转换问题。
在城市内一般使用降压变压器将电压降至几万至几千伏以保证安全，在进户之前再次降低至市电电压(中国、香港220V）或者适用的电压供用电器使用。一般使用的交流电为三相交流电，其电缆有三条火线和一条公共地线，三条火线上的正弦波各有120°之相位差。对于一般用户只使用其中的一或两条相线（一条时需要零线）。实际在我们日常生活中，交流电入户之后进入电器，电器里面都会有电源模块将交流电转化为直流电供电器使用。在有些工业上如电解和电镀等，也可利用整流设备，将交流电转化为直流电。
本实验中，我们主要讨论正弦交流电。其原因在于，正弦交流电在工业中得到广泛的应用，比如我们所处的南方电网，它所传输的电力都是正弦交流电。它在生产、输送和应用上比起直流电来有不少优点，而且正弦交流电变化平滑且不易产生高次谐波，这有利于保护电器设备的绝缘性能和减少电器设备运行中的能量损耗。另外各种非正弦交流电都可由不同频率的正弦交流电叠加而成（用傅里叶分析法），因此可用正弦交流电的分析方法来分析非正弦交流电。
本实验的目的是掌握交流电路的基本特性及交流电各参数的测量方法。了解整流滤波电路的基本工作原理，并学会使用各种信息查阅相关资料设计出满足要求的整流电路。 实验原理 A 交流电路：
正弦交流电的表达方式和时间曲线图如下所示。
)
sin()()sin()(2p 1p ?ω?ω+=+=t U t u t I t i
由图可见，正弦交流电的特性表现在正弦交流电的大小、变化快慢及初始值方面。而它们分别由幅值（或有效值）、频率（或周期）和初相位来确定。所以幅值、频率和初相位被称为正弦交流电的三要素。
1、幅值、平均值和有效值 （1）幅值
峰值或最大值，记为U P 或I P ，峰点电位之差称为“峰-峰值”，记为U P-P 和I P-P 。显然p p -p p p -p 2,2I I U U ==。 （2）平均值
令i(t)、u(t)分别表示时间变化的交流电流和交流电压，则它们的平均值分别为
?
?
=
=
T
T
dt
t u T
u dt
t i T i 0
0)(1)(1
这里T 是周期，平均值实际上就是交流信号中直流分量的大小，所以图上所示的正弦交流电的平均值为0。 （3）有效值
在实际应用中，交流电路中的电流或电压往往是用有效值而不是用幅值来表示。许多交流电流或电压测量设备的读数均为有效值。有效值采用如下定义：
2d )(12d )(1
21
2
2
1
2
P
T
P
T
U t t u T
U I t t i T I =
??
??
??==??
??
??=?
?
2、周期与频率
正弦交流电通常用周期（T ）或频率（f ）来表示交变的快慢，也常常用角频率（ω）来表示，这三者之间的关系是
f
T
T f ππω221==
=
需要指出的是：同频率正弦交流电的和或差均为同一频率的正弦交流电。此外，正弦交流电对于时间的导数（
t
t i d )(d ）或积分（?dt t i )(）也仍为同一频率的
正弦交流电。这在技术上具有十分重要的意义。 3、初相位
交流电t=0时的相位（φ）称为交流电的初相位。它反映了正弦交流电的初始值。 B 整流和滤波：
整流电路的作用是把交流电转换成直流电，严格地讲是单方向大脉动直流电，而滤波电路的作用是把大脉动直流电处理成平滑的脉动小的直流电。 1、整流原理
利用二极管的单向导电性可实现整流。
二极管的单向导电性原理，晶体二极管为一个由p 型半导体和n 型半导体形成的p-n 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流，在电子工程领域这个反响饱和电流可以被忽略。
（1）半波整流
下图D 是二极管，R L 是负载电阻。若输入交流电为
t
U t u P i ωsin )(=
则经整流后输出电压u 0(t)为（一个周期内）
?
??≤≤≤≤=πωππωω2 00 s i n
(t )u p o t t t U
其相应的平均值（即直流平均值，又称直流分量） ?
≈=
=
T
P
P
U
U
dt t u T
u 0
00318.01
)(1π
（2）全波桥式整流
前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例来说明，其电路和相应的波形如下图所示。 若输入交流电仍为
t U t u P i ωs i n )(=
则经桥式整流后的输出电压u 0(t)为（一个周期）
π
ωππω20≤≤≤≤t t ??
?-==t U u t U u P P ωωs i n
s i n 00
其相应直流平均值为 ?
≈=
=
T
P
P
U
U
dt t u T
u 0
00637.02
)(1π
由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍（忽略整流内阻时）。 2、滤波电路 （1）电容滤波
RC 半波滤波电路的结构以及工作原理
在负载上并联一个电容器，利用电容器充放电时端电压不能跃变的特性使直流输出电压保持稳定。图中为一个简单的整流滤波电路，二极管VD 起整流作用，与负载并联的电容C 起滤波作用，这个电容器就是一个最简单的滤波器。
RC 平滑滤波电路是利用电容器的端电压在电路状态改变时不能跃变的原理实现滤波的。下面结合图来讲述RC 平滑滤波电路的工作原理。
由于二极管的整流作用，未接滤波电容器时，忽略二极管正向压降，输出为半波，如图(a )图所示；并联滤波电容器以后，由于电容两端电压不能跃变，输出波形如图(b )所示。改善滤波电容器的性能可获得直流电。 RC 全波滤波电路的结构以及工作原理
电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。我们已经知道电容器的充、放电原理。图下所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。由于电容器的电压不能突变，故在这一小段时间内，它可以被看成是一个反电动势（类似蓄电池）。
由电容两端的电压不能突变的特点，达到输出波形趋于平滑的目的。经滤波后的输出波形如图下所示。
（2）π型RC 滤波
前述电容滤波的输出波形脉动系统仍较大，尤其是负载电阻R L 较小时。除非将电容容量增加（实际应用时难于实现）。在这种情况下，要想减少脉动可利用多级滤波方法，此时再加一级RC 低通滤波电路，如图所示，这种电路也称π型RC 滤波电路。
+
+
+
+
4
1
2
3
2
1
R 220V
+
L
u
-u L
2
u D 4
D 3
D D 1
C
u c
由图可见，π型RC滤波是在电容滤波之后又加了一级RC滤波，使得输出
电压更平滑（但输出电压平均值要减少）。
（3）LC滤波
LC平滑滤波电路的结构以及原理
在滤波电容之前串接一个铁芯电感线圈，就组成LC平滑滤波电路，如图所
示。
LC平滑滤波电路可有效减小输出电压的脉动程度，适用于电流较大、要求输出电压脉动很小的场合，或用于高频场合。
当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中会产生自感电动势阻碍电流变
化，因此通过电感的电流不能突变，流过负载的电流也就不能突变，从而使负载
电流和负载电压的脉动大为减小，电流平滑，输出电压的波形也就平稳了，达到
了滤波目的。
注意：滤波电容器电容较大，一般用电解电容，应注意电容的正极性接高电位即正极，负极性接低电位即负极，如果接反则容易损坏器件。
实验内容
1、测量交流电压（或电流）计算峰值
2、设计一个将220V50Hz的电网电压变成脉动较小的5V直流电压，要求交流纹波脉动较小，带负载能力强。并且提交一份设计报告。
设计报告包括：项目名称、团队成员、摘要、关键词、设计原理（最好包含傅里叶数学分析）、设计电路图、原器件清单、成本、测试方法、改进措施等等。
团队成员署名按照贡献大小从前往后依次排名
北京理工大学珠海学院物理实验中心夏老师 519085
整流滤波电路的安装与调试参考
1、电路器件参数的选择
（1） 根据负载参数选择变压器
1）变压器输出电压 U 2 =u 0/1.2 2）变压器输出电流 i 2≈I L
因本例中R L 很大，可以不考虑输出电流，但为了实验安全，故选择
容量为35VA 、输出220V V
～
输出15V 、电流2A 的通用型变压器。 （2） 整流二极管的选择
U RM ≥（1.5～2.5）2u 2 U RM ：二极管最大反向击穿电压 I M ≥（1～1.5）I L I M ：二极管最大正向工作电流
（3） 滤波电容
注：如果需要精确计算用公式：Ｃ≥f
R L
144
.0错误！未找到引用源。
γ:纹波系
数
耐压ＵＣ≥（1～1.5）2u 2
若取γ=7%，负载电流为1A ，则C ≥2200μF。
对于维修电工，必须学会电路元件参数的选择，为今后工作中电路维修时选择替换元件做资料储备。
2、实验室提供的工具、仪表及器材 （4）工具、仪表
示波器、数字万用表、常用电子工具、电烙铁 （5）器件
容量C ≥（3～5）
L
R T 2
表二名称规格数量
变压器Ｔ220V／12V，1A 15VA １只
二极管1N40071A,100V ４只电解电容Ｃ16V100uF１只电阻器1R 1只万能实验板５０×５０×５每组一块单刀单掷开关（可以不用）２只
3、电路的安装
基本操作工艺描述：对照上述器件，选取元件并用万用表测判器件。
质量检测→清除元器件氧化层并搪锡→连接导线搪锡→对照电路原理图在万能板上合理布局安装电路元件→焊接电路元件→清扫现场。
3、根据表二，配齐元器件，并用万用表检查元件的性能及好坏。
4、清除元件的氧化层，并搪锡。（对已进行预处理的新器件不搪锡）
5、剥去电源连线及负载连接线端的绝缘，清除氯化层均加以搪锡处理。
6、合理布局电路元器件。
7、安装二极管、电解电容并注意极性。
8、元器件安装完毕，经检查无误后，进行焊接固定。
4、调试
基本调试步骤：
安装电源检查各元器件的焊接质量通电调试测量
（１）将变压器次级引入万能线路板上并焊接，变压器的初级220～V引线端通过密封型保险丝座和电源插头线连接。
（２）检查各元器件有无虚焊、错焊、漏焊及各引线是否正确、有无疏漏和短路。
（３）接通电源，观察有无异常情况，用万用表测量输出、输入电压并进行记录。
（４）输出电压不正常进的故障现象及原因如表三所述：
故障现象故障原因
输出电压不稳定检查电源电压是否补动，输出电压应随输入电压上下波动。
输出电压为0V 变压器初、次绕组开路或电源与整流桥未接好。
接通电源后，电路温度升高的很快电源变压器初次级绕组已短路，或初次级装反，或整流桥中二极管一个极性装反，或滤波电路短路，或负载电阴短路。此时应立即切断电源，查明原因。故障在二次侧部分，重点检查二极管及输出有无短路情况。
以上只是一个参考，方案的制定需要查阅各方面的资料。
设计性试验说明
本实验为物理实验中心设计性试验，在进行操作过程中可以组成团队，团队人数在2—3人，不得超过三人，团队人员必须分工明确。为完成目标小组可以自行添加元器件，成本需自行支付，实验室不承担学生自己额外添加的元器件成本。鼓励有实力的小组制作开关电源。
时间表
第七周：通知下达
通知学生设计性试验的实验内容目标，查阅相关资料，为实现目标储备相关知识。
第八周：提交方案领取元器件
方案主要包括本小组要采取什么方法来实现目标，方案的可行性，怎样采取实现步骤，完成时间详细计划表。
第九周：实验制作
有条件的小组可以在非实验时间进行实验制作，等到上课时直接进行测试。
没有资源条件的小组做好设计报告，准备好元器件在上课的时候利用实验室的条件进行制作，然后测试
注意每个小组必须提交设计报告！！！
实验室可提供实验器材清单
名称规格数量备注
可调温电烙铁35W 只能在实验室使用
电烙铁架只能在实验室使用
焊丝只能在实验室使用
吸锡器只能在实验室使用
变压器AC220转12V 只能在实验室使用
二极管1N4007 可领走
电解电容16V100uF 可领走
电阻1R 可领走
实验板单面板可领走
直流稳压电源实验报告
实验报告——直流稳压电源 班级：13专电子2班学号：2013253827 姓名：冯杰 指导老师：戴仁村
一、课程内容的概述 各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ 的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。 由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。 直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。 二、电路的设计框图及概述 1、直流稳压电源设计思路 ①电网供电电压交流220V （有效值）50Hz ，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 ②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 ③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。 ④滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL 。 2、直流稳压电源原理 直流稳压电源是一种将220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图 3.1。理；在事器组在
电源仿真实验报告.
电子技术软件仿真报告 组长： 组员： 电源（一）流稳压电源（Ⅰ）—串联型晶体管稳压电源 1.实验目的 （1）研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。 （2）掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。 2.实验原理 电子设备一般都需要直流电源供电。除少数直接利用干电池和直流发电机提供直流电外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图7.18.1所示。电网供给的交流电源Ui（220V,5OHz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2；然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3；再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压Ui。但这样的直流输出电压还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。 图7.18.2所示为分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路它由调整元件（晶体管V1）、比较放大器（V2，R7）、取样电路（R1，R2，RP）、基准电压（V2，R3）和过流保护电路（V3及电阻R4，R5，R6）等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统。其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经V2放大后送至调整管V1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。 由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏坏，所以需要对调整管加以保护。在图7.18.2所示的电路中，晶体管V3，R4，R5及R6组成减流型保护电路，此电路设计成在Iop=1.2Io时开始起保护作用，此时输出电路减小，输出电压降低。故障排除后应能自动恢复正常工作。在调试时，若保护作用提前，应减小R6的值；若保护作用迟后，则应增大R6的值。 稳压电源的主要性能指标： （1）输出电压Uo和输出电压调节范围 调节RP可以改变输出电压Uo。 (2)最大负载电流Iom (3)输出电阻Ro 输出电阻Ro定义为：当输入电压Ui(指稳压电路输入电压)保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即 （4）稳压系数S（电压调整率）
整流滤波稳压实验报告
整流滤波及稳压电路 学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学号：14040410039 姓名：廖芳群 一、实验目的 1．掌握单相桥式整流电路的应用 2．掌握电容滤波电路的特性 3．掌握稳压管稳压的应用和测试 二、实验仪器 电路板，示波器，函数信号发生器等。 三、实验原理 直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分，它的基本任务是将电力网交流电压变换为电子设备所需要的交流电压值，然后利用二极管单向导电性将交流电压整流为单向脉冲的直流电压，再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路来减小其脉动成分，从而得到较平滑的直流电压。同时，由于该直流电压易受电网波动及负载变化的影响，必须加稳压电路，利用负反馈来维持输出直流电压的稳定。直流稳压电源的基本组成框图和工作波形如图一所示： 220V a b c 50Hz 图一 1、整流电路 利用二极管的单向导电作用，将电网的交流电转变成单方向的脉冲直流电，这就是整流。常用的整流电路有半波整流、桥式整流以及倍压整流。这次实验中主要采用桥式整流的方式获得单向脉冲的直流电源。 桥式整流电路（如图二）由四个二极管组成，负载电流也由两路二极管轮流导通（如V1,V2）而提供，波纹小，截止一路两个二极管（如V3，V4）分担反向电压，对整流管要求较低，是最常用的整流电路。
图二 2、 滤波电路 整流电路输出的是直流脉冲电压，这种脉冲电压中含有较大的交流成分，因而不能保证电子设备正常工作，尤为明显的是在音响设备中会出现较严重的交流哼声。因此需要进一步减小输出电压的这种脉动，使其更加平滑。滤波电路就是利用电容或电感在电路中的储能作用来完成此功能的。常用的滤波器有电容滤波和电感滤波，但是相同的滤波效果时，采用电容滤波比采用电感滤波更经济有效。如图三，以桥式整流为例，说明整流滤波的工作原理。 图三 3、 稳压电路 虽然整流滤波电路可使交流电变成平滑的直流电，但由于受到电网电压的波动、负载电阻的变化以及环境温度的变化，这些均会导致输出直流电压的不稳定。因此，大多数电子设备还需要采取一定的稳压电路（措施），以保证输出电压值的稳定。稳压电路的种类通常有稳压管稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路和开关型稳压电路。 对稳压电路的主要要求如下： ⑴稳压系数s （i i U U U U /0/0/??=）小，稳定度高，即输出电压相对变化量要 远小于输入电压变化量。 ⑵输出电阻0R 小，L I U R ??=/00,0R 小，一般为m Ω量级，表示负载电流变化时，输出电压稳定。 ⑶温度系数T S 小，T U S T ??=/0(mV/℃),T S 表示温度变化时，输出电压稳定。 四、实验内容
直流稳压电源设计实验报告(模电)
直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源； 三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极
(完整版)整流滤波电路实验报告
整流滤波电路实验报告 姓名：XXX 学号：5702112116 座号：11 时间：第六周星期4 一、实验目的 1、研究半波整流电路、全波桥式整流电路。 2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流电路中的滤波效果。 3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值。 4、初步掌握示波器显示与测量的技能。 二、实验仪器 示波器、6v交流电源、面包板、电容（10μF*1，470μF*1）、变阻箱、二极管*4、导线若干。 三、实验原理 1、利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电。常用的二极管整 流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。 2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C，构成电容滤 波电路。整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小，同时输出电压的平均值也增大了。 四、实验步骤 1、连接好示波器，将信号输入线与6V交流电源连接，校准图形基准线。 2、如图，在面包板上连接好半波整流电路，将信号连接线与电阻并联。
3、如图，在面包板上连接好全波整流电路，将信号输入线与电阻连接。
4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容，将信号接入线与电容并联。 5、如图，选择470μF的电容，连接好整流滤波电路，将信号接入线与电阻并联。 改变电阻大小（200Ω、100Ω、50Ω、25Ω）
200Ω100Ω50Ω
25Ω 6、更换10μF的电容，改变电阻（200Ω、100Ω、50Ω、25Ω）200Ω 100Ω
50Ω 25Ω 五、数据处理 1、当C 不变时，输出电压与电阻的关系。 输出电压与输入交流电压、纹波电压的关系如下： avg)r m V V V （输+= 又有i avg R C V ??=输89.2V )(r 所以当C 一定时，R 越大 就越小 )(r V avg 越大 输V
整流滤波电路实验报告(模板加实验图片)
学生姓名： XX 学号：00000000 专业班级：XXXXXXXXXXXXXX 实验时间：XXXX时XXX分第XX周星期X 座位号：XX 上面是我自己的信息，被我改成“XX”，下载者自行修改，最下面还有我做实验的图片，如果没做实验或者实验一塌糊涂可以参照，或者P成黑白or照着画，这5财富值，你看值，就下载！我很给力的！！！！！ 整流滤波电路实验 一．实验目的 1.研究半波整流电路、全波桥式整流、滤波电路； 2.测绘电学原件的伏安特性曲线，学习图示法表示实验结果。 二.实验器材 6伏交流电源，双踪示波器，电解电容470μF×1、100μF×1，整流二极管IN4007×4，电阻箱，导线若干。 三.实验原理 1、利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电。常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。 2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C，构成电容滤波电路。整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小，同时输出电压的平均值也增大了。 四.实验步骤
1、连接好示波器，将信号输入线与6V 交流电源连接，校准图形基准线。 2、如图，在面包板上连接好半波整流电路，将信号连接线与电阻并联。 3、如图，在面包板上连接好全波整流电路，将信号输入线与电阻连接。
4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容，将信号接入线与电容并联。 5、如图，选择470μF的电容，连接好整流滤波电路，将信号接入线与电阻并联。改变电阻大小（200Ω、100Ω、50Ω、25Ω） 6、更换10μF的电容，改变电阻大小（200Ω、100Ω、50Ω、25Ω） 7、分别记下并描绘出各波形图。 五.实验数据以及波形图
实验5 整流、滤波和稳压电路
实验三 整流、滤波和稳压电路 一、实验目的 1、学会用示波器观察半波整流电路，全波整流电路的整流作用，及滤波电路的滤波作用和效果。 2、学会测量半波整流电路，会波整流电路输入电压值与输出电压值的方法。 二、实验器材 示波器一台，可调交流电压源一台，万用表一只，直流毫安表一只，整流二极管四只，电阻和电容。 三、实验原理 单相半波整流电路，单相桥式整流电路及滤波和稳压电路的原理，参看教材第五章。 四、实验内容及步骤 一）、半波整流电路的测量与观察。 1、按线路图1接好电路，将RW 调至最大。 2、置可调交流电压源电压~10V 左右。 3、将输入电压和输出电压分别接到示波器 输入端CH1和CH2上。 4、接通电源，在示波器上观察到输入和输出电压 波形，调节垂直偏转因数。使波形高度适宜， 便于观察。 5、用万用表测出输入电压（交流档）Ui= 测出输出电压平均值（直流档）Uo= 6、将输入电压和输出电压的波形画在图上。
二）、观察滤波电路的滤波作用。 在图1的A 、B 两点间分别接入电容C1=1μF ， C2=10μF ，C3=47μF ，（注意电容的接法）。 测量接入电容后的输出电压平均值U01= V U02= V U03= V 并将输出电压波形画在图上。 三）、单相桥式整流电路的测量与观察。 1、按图2接电路，并将输出端电压接到示波器CH2上，（输入交流电压源电压不要接到示波器上）。 2、调正输入交流电压源电压~10V 左右，测出输入 交流电压有效值Ui= V ，测出输出电压平均值（直流档）Uo= V 。 3、将输出电压的波形画在图上。 4、按图3接好电路，并在示波器上观察输出电压波形，同时用万用表测出输出电压平均值Uo= V 。 5、调节RW ，观察输出电压大小如何变化？ 图 3 图2
6.11演示实验11桥式整流电容滤波电路
Electronics Workbench 5.0C应用基础教程 6.11 演示实验11：桥式整流电容滤波电路 一、教学目的 1. 演示桥式整流输出电压的波形并与变压器次级波形作比较。 2. 演示加有电容滤波的输出电压的波形，负载变化后对输出电压波形的影响。 3. 测试各种情况下的输出电压，演示当一支二极管开路、短路后输出电压的变化，加深理解桥式整流电路的应用。 二、演示内容 1. 创建单相桥式整流、电容滤波实验电路 （1）双击桌面Wewb32.exe快捷方式图标，启动EWB5.0进入EWB5.0工作界面。 （2）按图6.11.1在电路工作区连接电路 图6.11.1 单相全波整流电容滤波实验电路 ◆安放元器件（或仪器） 单击打开相应元器件库（或仪器库），将所需元器件（或仪器）拖拽至相应位置。利用工具栏的旋转、水平翻转、垂直翻转等按钮使元器件符合电路的安放要求。 ◆连接电路 （3）按图6.11.1所示，给元器件标识、赋值（或选择模型） 双击元器件打开元件特性对话框，进行相应设置。 全波整流波形 电源电压波形 （示波器面板波形显示框） 图6.11.2 电源与全波整流波形 - 181 -
第6章虚拟教学演示实验 ◆信号源u s 单击Label，键入单相交流电源Us。单击Value，设置Vo1tage：200V，Frequency：50Hz，Phase：0。 ◆变压器Tr 单击“Label”，键入Tr 10:1。单击Mode1s，选中Library 中的default和Model中的ideal，单击“Edit”按钮打参数设置对话框，在“primary to Secondary tums ratio”框键入“10”，单击“确定”。 ◆整流桥堆D×4 单击Labe1，键入D×4，单击Models，选中Library中的general1和Model中的BYM10.100，单击“确定”。 ◆电容C 单击Labe1，键入滤波电容C。单击Value，将“Capacitance”设置为20μF，单击“确定”。 ◆开关K 单击Label，键入K，单击确定。由于只有一个开关，故控制键可采用其缺省设置的“Space”（空格键）。否则应在“Value”选项的“key”框键入控制键符号。 ◆负载电阻RL 单击Labe1，键入负载电阻RL。单击Value，将Resistance、Setting、Increment框分别设置为“1k?”、“50”、“5”。单击“确定”。电位器控制键采用缺省设置“R”键，按一下西文状态下的“R”键，将使电位器电阻减小5%。 （4）给节点1～4、Uo进行标识 双击节点打开其特性对话框，单击“Label”，键入标识符号，然后单击“确定”。 （5）通过设置导线颜色确定示波器波形颜色 双击示波器Channel A输入线，打开其设置对话框，单击选项“Schematic Options”，单击“Set Wire Color”按钮调出“Wire Color” 选色板，点击的绿色，而后“确定”。再将Channel B输入线设置为绿色。 （6）仔细检查，确保连接的电路图无误、可靠。 （7）保存文件 单击File菜单的Save选项，在出现的Save Circuit File对话框中首先确定文件存放的路径，然后键入用户文件名，单击“保存”。（实验时应注意及时保存，并注意文件的路径）。 2. 仿真实验 （1）观测整流电路 ◆双击示波器图标打开面板。 ◆设置示波器参数：参考值为： Time base设置：“2.00ms／div”、“Y/T”显示方式。 Channel A设置：“10V／div”、Y Position：“0.00”、“DC”工作方式。 Channel B设置：“10v／div”、Y Position：“0.00”、“DC”工作方式。 Trigger设置：“Auto”触发方式。 ◆运行电路 单击主窗口右上角“O/I”按钮，示波器即可显示工作波形。Channel A显示变压器副边电压的绿色波形，Channel B显示半波整流电路输出电压的红色波形。 ◆观察并记录波形及其幅值 为便于观测，可单击示波器面板上的“Expand”将示波器面板展开，单击“Reduce”则回到示波器面板，单击主窗口“Pause”按钮可控制暂停或仿真。 ◆用数字多用表测量直流输出电压 双击数字多用表图标打开面板，进行设置：单击“V”和“—”（直流）按钮。观察并记录所显示的直流输出电压值。 （2）观测整流滤波电路 ◆按一下空格键，开关K将电容C接入电路，电路成为全波整流电容滤波电路。 ◆观察示波器波形的变化并定性记录波形。 ◆用数字多用表测量直流输出电压。注意应等待读数较稳定后读取数据。 ◆按动西文状态下的“R”键调节负载电阻RL，观察整流滤波输出电庄波形的变化和数字多用表读数的变化。 ◆将RL与Uo点断开，即使负载开路，观察并记录整流滤波输出电压波形的变化和数字多用表- 182 -
电源滤波电路(图) 电源滤波电路解析
电源滤波电路、整流电源滤波电路分析 电源滤波电路 整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值／输出电压的直流分量 半波整流输出电压的脉动系数为S=1．57，全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O．67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后，其脉动系数S=1／(4(RLC／T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 电阻滤波电路 RC-π型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数，则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知，电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端，最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合. 电感滤波电路 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
全波整流滤波电路
二极管全波整流滤波电路 ①下面分两部分介绍其工作原理，即桥式整流电路与滤波电路两部分。 首先，介绍桥式整流电路，其工作原理为如下： 电路图 图10.02（a） 在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图10.02(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。 在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。
下面介绍滤波电路的工作原理： （1）滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。 （2）电容滤波电路 现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图10.06所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2，是正弦形。当v2到达90°时，v2开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。 在刚过90°时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。 所以，在t1到t2时刻，二极管导电，Ｃ充电，v C=v L按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，v C=v L按指数曲线下降，放电时间常数为R L C。通过以上分析画出波形图如下：
桥式整流滤波电路实验
桥式整流、滤波及稳压电路 一、实验目的 1.学会半导体二极管和稳压管极性的简单测试，了解其工作性能和作用； 2.掌握单相桥式整流、滤波、稳压电路的工作原理和对应电压波形及测试方法； 3.掌握输入交流电压与输出直流电压之间的关系； 4.了解倍压整流的原理与方法。 二、实验原理 整流电路是将交流电变为直流电以供负载使用。直流稳压电源先通过整流电路把交流电变为脉动的直流电，再经各种滤波电路、稳压电路，使输出直流电压维持稳定。由整流、滤波、稳压环节构成的简单稳压电路如图1所示 图1 桥式整流、滤波、稳压电路 三、实验仪器设备 注意事项：切勿用毫安表测电压。注意万用表的交直流电压挡、欧姆挡的转换及量程的选择；防止误操作，避免电源短路、烧损二极管和电容； 四、实验内容与要求根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计： 1.用万用表测量二极管，学会用万用表检查二极管极性和性能的好坏。 2.设计并连接单相桥式整流电路，调节负载电阻，使负载电流分别为2mA和8mA，测量并记录输入交流电压、整流电路的输出直流电压和负载两端的电压的大小，用示波器观察并画出上述
3.设计并连接具有滤波的单相桥式整流电路，调节负载电阻，使负载电流分别为2mA和8mA 时，测量并记录输入交流电压，整流滤波电路的输出直流电压和负载两端的电压的大小，用示波器观察并画出上述电压的波形。 4. 在上一个电路（单相桥式整流、滤波电路）中，若改变滤波电容的容量，输出波形会发生什么样的变化？若改变负载电阻，输出波形会发生怎样的变化？ 5.
6.设计并连接具有滤波、稳压的单相桥式整流电路，在下列两种情况下，测量并记录输入交流电压、整流滤波电路的输出直流电压和负载两端的电压的大小，用示波器观察并画出上述电压的波形。 (2) 当负载电流保持5mA不变时，使电源电压波动，即使输入的交流电压有效值在15V左右变
直流稳压电源的设计 仿真实验
直流稳压电源的设计仿真实验 （一）计算机仿真部分 1、半波整流电路 （1）从元件库中调出图4.2-10 所示的所有元件（注意器件参数），并连接好电路。（2）函数发生器设置为50Hz，220V（本实验均采用此参数）。启动仿真按钮，用交流电压表测量变压器次级电压，并记录幅值。将示波器接于变压器次级输出端，观察并记录整流后的波形。
（1）从元件库中调出图4.2-12 所示的所有元件（注意器件参数），并连接好电路图。（2）重复半波整流（2）中的内容。
（1）从元件库中调出图4.2-14 所示的所有器件（注意器件参数），并连接好电路图。（2）重复半波整流（2）中的内容。
4.全波整流滤波电路 （1）从元件库中调出图4.2-16 所示的所有元器件（注意元件参数），并连接好电路图。（2）在电容值取10μ F 时，设置好参数，启动仿真按钮，用交流电压表测量变压器次级的电压，记录幅值。用示波器接于变压器的次级及输出端，观察并记录整流前后的波形，并测量纹波电压的峰峰值。 （3）在电容值取100μ F，1000μ F 时，重复（2）中的内容。 （4）在电容值取100μ F 时，将负载电阻的值分别取50Ω ，100Ω ，300Ω ，重复（2）中的内容。 （5）比较RC 取值不同时，整流滤波的效果。说明二者之间的关系。
全波整流滤波输入输出波形图（电容：100μ F，电阻：100Ω ） 全波整流滤波输入输出波形图（电容：1000μ F，电阻：100Ω）
全波整流滤波输入输出波形图（电容：100μ F，电阻：100Ω ） 全波整流滤波输入输出波形图（电容：100μ F，电阻：300Ω ）
整流滤波稳压实验报告
整流滤波及稳压电路 一、实验目的 1．掌握单相桥式整流电路的应用 2．掌握电容滤波电路的特性 3．掌握稳压管稳压的应用和测试 二、实验仪器 电路板，示波器，函数信号发生器等。 三、实验原理 直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分，它的基本任务是将电力网交流电压变换为电子设备所需要的交流电压值，然后利用二极管单向导电性将交流电压整流为单向脉冲的直流电压，再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路来减小其脉动成分，从而得到较平滑的直流电压。同时，由于该直流电压易受电网波动及负载变化的影响，必须加稳压电路，利用负反馈来维持输出直流电压的稳定。直流稳压电源的基本组成框图和工作波形如图一所示： 220V a b c 50Hz →→→→ Uo 1、 整流电路 利用二极管的单向导电作用，将电网的交流电转变成单方向的脉冲直流电，这就是整流。常用的整流电路有半波整流、桥式整流以及倍压整流。这次实验中主要采用桥式整流的方式获得单向脉冲的直流电源。 桥式整流电路（如图二）由四个二极管组成，负载电流也由两路二极
管轮流导通（如V1,V2）而提供，波纹小，截止一路两个二极管（如V3，V4）分担反向电压，对整流管要求较低，是最常用的整流电路。 图二 2、 滤波电路 整流电路输出的是直流脉冲电压，这种脉冲电压中含有较大的交流成分，因而不能保证电子设备正常工作，尤为明显的是在音响设备中会出现较严重的交流哼声。因此需要进一步减小输出电压的这种脉动，使其更加平滑。滤波电路就是利用电容或电感在电路中的储能作用来完成此功能的。常用的滤波器有电容滤波和电感滤波，但是相同的滤波效果时，采用电容滤波比采用电感滤波更经济有效。如图三，以桥式整流为例，说明整流滤波的工作原理。 图三 3、 稳压电路 虽然整流滤波电路可使交流电变成平滑的直流电，但由于受到电网电压的波动、负载电阻的变化以及环境温度的变化，这些均会导致输出直流电压的不稳定。因此，大多数电子设备还需要采取一定的稳压电路（措施），以保证输出电压值的稳定。稳压电路的种类通常有稳压管稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路和开关型稳压电路。 对稳压电路的主要要求如下： ⑴稳压系数s （i i U U U U /0/0/??=）小，稳定度高，即输出电压相对变化量要 远小于输入电压变化量。 ⑵输出电阻0R 小，L I U R ??=/00,0R 小，一般为m Ω量级，表示负载电流变化
实验十一整流滤波与并联稳压电路
实验十一 整流滤波与并联稳压电路 一、实验目的 1.熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。 2.观察了解电容滤波作用。 3.了解并联稳压电路。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.数字万用表 三、实验内容 1.半波整流、桥式整流电路实验电路分别如图13.1，图13.2所示。 分别接二种电路，用示波器观察V 2及V L 的波形。并测量V 2、V D 、V L 。 图13.1 图13.2 图13.1是二极管半波整流，如果忽略二极管导通电压，输出应是半波波形。如果输入交流信号有效值为1U ，输出信号平均值为 11 45.02U U ≈π ，有效值为 2 1U 。图13.2是二极管 桥式整流电路，如果忽略二极管导通电压，输出应是全波波形。输出信号平均值为 11 9.022U U ≈π ，有效值为1U 。 2.电容滤波电路 实验电路如图13.3 (1)分别用不同电容接入电路，R L 先不接，用示波器观察波形，用电压表测V L 并记录。 (2)接上R L ，先用R L =1K Ω，重复上述实验并记录。 (3)将R L 改为150Ω，重复上述实验。 电容滤波电路是利用电容对电荷的存储作用来抑制纹波。在不加入负载电阻时，理论上应输出无纹波的稳定电压，但实际上考虑到二极管反向电流和电容的漏电流，所以仍然可以看到纹波，由于大电容的漏电流较大，所以接入470μF 时观察到的纹波比接入10μF 时的大。接入负载后，在示波器中可看到明显的纹波。纹波中电压处于上升部分时，二极管导通，通
过电流一部分经过负载，一部分给电容充电，其时间常数为L R r R C R =//(，r 为输入电路内阻)；下降部分时，二极管截止，负载上的电流由电容提供，其放电时间常数为C R L 。一般有r R r R L L >>>，因此滤波的效果主要取决于放电时间常数， 其数值越大滤波后输出纹波越小、电压波形越平滑，平均值也越大。平均值)41(21C R T U U L Om - =。 图13.3 电容滤波电路 图13.4 并联稳压电路 稳压管稳压电路由稳压二极管和限流电阻组成，利用稳压管的电流调节作用通过限流电阻上电流和电压来进行补偿，达到稳压目的，因而限流电阻必不可少。对于稳压电路，一般用稳压系数r S 和输出电阻O R 来描述稳压特性, r S 表明输入电压波动的影响，O R 表明负载电阻对稳压特性的影响。 不变 L R i i O O r U U U U S ??= ,不变 i U O O O I U R ??- =。分析电路，设稳压管两端电压为Z U ，流过稳 压管的电流为Z I ，则稳压管交流等效电阻Z Z Z I U r ??=。根据交流等效电路可知： L Z L Z O i i O O i r R r R R r U U U U U U S +?=???= ，Z O r R R =。 3.并联稳压电路
《电工技术》试题与答案--整流滤波电路
第一章整流滤波电路 一、填空题 1、（1-1，低）把P型半导体N型半导体结合在一起，就形成 PN结。 2、（1-1，低）半导体二极管具有单向导电性，外加正偏电压导通，外加反偏电压截至。 3、（1-1，低）利用二极管的单向导电性，可将交流电变成直流电。 4、（1-1，低）根据二极管的单向导电性性，可使用万用表的R×1K挡测出其正负极，一般 其正反向的电阻阻值相差越大越好。 5、（1-1，低）锗二极管工作在导通区时正向压降大约是0.3，死区电压是。 6、（1-1，低）硅二极管的工作电压为0.7，锗二极管的工作电压为0.3。 7、（1-1，中）整流二极管的正向电阻越小，反向电阻越大，表明二极管的单向导 电性能越好。 8、（1-1，低）杂质半导体分型半导体和型半导体两大类。 9、（1-1，低）半导体二极管的主要参数有、，此外还有、、等参数，选 用二极管的时候也应注意。 10、（1-1，中）当加到二极管上的反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增大，此现象称为 现象雪崩。 11、（1-1，中）发光二极管是把能转变为能，它工作于状态；光电二极管是把能转 变为能，它工作于状态。 12、（1-2，中）整流是把转变为。滤波是将转变为。电容滤波器适用于的 场合，电感滤波器适用于的场合。 13、（1-1，中）设整流电路输入交流电压有效值为U2，则单相半波整流滤波电路的输出直流电压U L = ，单相桥式整流电容滤波器的输出直流电压U L（A V）= ，单相桥式整流电感滤波器的输出（A V） 直流电压U L（A V）= 。 14、（1-1，中）除了用于作普通整流的二极管以外，请再列举出2种用于其他功能的二极 管：，。 15、（1-1，低）常用的整流电路有和。 16、（1-2，中）为消除整流后直流电中的脉动成分，常将其通过滤波电路，常见的滤波电路 有，，复合滤波电路。 17、（1-2，难）电容滤波器的输出电压的脉动τ与有关，τ愈大，输出电压脉动愈，输出直流 电压也就愈。
整流滤波实验报告
整流滤波的电路设计实验 一、实验目的：1、研究半波整流电路，全波整流电路。 2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。 3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值 4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。 二、实验仪器：示波器，6v交流电源，面包板，电容（470uF、10uF）电阻（200Ω,100Ω,50Ω,25Ω），导线若干。 三、实验原理： 1、实验思路 利用二极管正向导通反向截至的特性，与RC电路的特性，通过二极管、电阻与电容的串并联设计出各种整流电路和滤波电路进行研究。 2、半波整流电路 变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。 2.1单相半波整流 只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载的电路称为单相半波整流电路。 原理：如图4.1，利用二极管的单向导电性，在输入电压Ui为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在Ui为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。由于二极管的单向导电作用，将输入的交流电压变换成为负载RL两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4.2。 3、全波桥式整流 前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如图6.2.1-3所示。
若输入交流电仍为 t U t u P i ωsin )(= （8） 则经桥式整流后的输出电压u 0(t)为（一个周期） t U u t U u P P ωωsin sin 00-== π ωππ ω20≤≤≤≤t t （9） 其相应直流平均值为 ?≈==T P P U U dt t u T u 000637.02 )(1π （10） 由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍（忽略整流内阻时）。 （1） 滤波电路 经过整流后的电压（电流）仍然是有“脉动”的直流电，为了减少被波动，通常要加滤波器，常用的滤波电路有电容、电感滤波等。现介绍最简单的滤波电路。 电容滤波电路 电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。我们已经知道电容器的充、放电原理。图6.2.1-4所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。设在t 0时刻接通电源，整流元件的正向电阻很小，可略去不计，在t=t 1时，U C 达到峰值为i U 2。此后U i 以正弦规律下降直到t 2时刻，二极管D 不再导电，电容开始放电，U C 缓慢下降，一直到下一个周期。电压U i 上升到和U C 相等时，即t 3以后，二极管D 又开始导通，电容充电，直到t 4。在这以后，二极管D 又截止，U C 又按上述规律下降，如此周而复始，形成了周期性的电容器充电放电过程。在这个过程中，二极管D 并不是在整个半周内都导通的，从图上可以看到二极管D 只在t 3到t 4段内导通并向电容器充电。由于电容器的电压不能突变，故在这一小段时间内，它可以被看成是一个反电动势（类似蓄电池）。 由电容两端的电压不能突变的特点，达到输出波形趋于平滑的目的。经滤波后的输出波形如图6.2.1-5所示。
整流滤波电路
第一节整流电路 电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和 负载电阻R fz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变 电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器次级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的 波形如图5-2（a）所示。在0～π时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。在2π～3π时间内，重复0～π 时间的过 程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电 压U sc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流 得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压U sc=0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但 极性相反的两个电压e2a 、e2b ，构成e2a 、D1、R fz与e2b 、D2、R fz ，两个通电回路。
单相桥式整流滤波电路仿真实验任务书
实验一单相桥式整流滤波电路 一、实验目的 （1）理解二极管全波整流电路的工作原理。 （2）了解各元件的工作性能和外形。 （3）观察单相桥式整流滤波电路的输入和输出电压波形。 （4）由单相桥式整流电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值，并与输入电压有效值进行比较。 （5）由单相桥式整流滤波电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值，并与输入电压有效值进行比较。 （6）由单相桥式整流电路输出电压峰值计算变压器副边电流有效值。 （7）测量全波整流电路中二极管两端的反向峰值电压。 （8）测量整流滤波电路输出脉动电压的峰-峰值。 （9）观察滤波电容接与不接对输出电压波形的影响，了解滤波电容的作用。 （10）观察滤波电容大小的变化对输出脉动电压的影响。 （11）观察负载电阻大小的变化对输出脉动电压的影响。 二、实验器材 虚拟实验设备 操作系统为Windows XP的计算机 1台 Electronics Workbench Multisim ～电子线路仿真软件 1套 示波器Oscilloscope 1台 硅桥MDA2501 1个 数字万用表1个 交流电压源1个 电阻（200Ω，2W）1个 电阻（1KΩ，2W）1个 电解电容（470μF，50V） 1个 电解电容（10μF，50V）1个 开关1个 实际工程实验设备 模拟实验箱1台 函数信号发生器1台 示波器1台 数字万用表1台 电阻（200Ω，2W）1个 电阻（1KΩ，2W）1个 电解电容（470μF，50V） 1个 电解电容（10μF，50V）1个 三、实验原理及实验电路
全波桥式整流电路有电阻负载时直流电压平均值U L与输入交流电压有效值U的关系为 U L= 桥式整流电路输出电压的脉动频率f0为交流电源频率f（=50Hz）的2倍，也等于交流电源周期T倒数的2倍，即 f0=2f=2/T 桥式整流电路中，每个二极管两端所加的反向峰值电压U m为交流电压有效值的2倍， 2U。 以保证安全选取整流二极管时最大反向峰值电压U Rm取2 整流滤波电路的平均直流输出电压U CL可用输出电压的峰值U P减去脉动电压峰-峰值U P-P 的一半来计算，即 U CL=（U P-U P-P）/2 在小电流输出的情况下，全波整流电容滤波电路（包括桥式整流电容滤波电路）的直流输出电压可估算为交流电压有效值的倍，即 U CL≈ 实验电路如图1-1所示。 四、实验步骤 1、变压器副边输出的测量 建立如图1-2（a）所示的电路，双击数字万用表的图标，打开其面板，设置为交流电压档。单击仿真开关，进行仿真分析，观察XSC1示波器屏幕上的波形，如图1-2（b）所示。按下仿真暂停按钮，用游标测量波形的最大值。描绘波形曲线，记录测量的数值和数字万用表（图1-2（c））显示的数字，并与计算值比较。 图1-2（a）变压器副边输出测量电路