在 Tinkercad 中,函数发生器的幅度定义和示波器的刻度定义相当混乱。这是来自 Tinkercad 函数生成器的 ss:
在设备6.20 V
上表示为峰峰值电压,看看我标记的红线。但是在面板右侧,我们输入它作为幅度,看我标记的绿线。哪一个是真的?
而且我无法用示波器推断出答案,因为没有足够的关于示波器的信息。(至少,我找不到足够的信息。)这是来自上面函数发生器的输入信号:
答案并不明显,因为10 V
placed on的意思y_axis
是模棱两可的。是否+/- 10 V
与20 V
总体一样,即每格电压是2 V
(第一个解释)?或者,它是否+/- 5 V
与10 V
总体一样,即每格电压是1 V
(第二种解释)?在一些 Youtube 讲座中,解释是第一个。但是,我不太确定。因为,如果6.2 V
是 幅度和每格电压 是2 V
,那么这是不矛盾的。但是,如果6.2 V
是 峰峰值电压和每格电压 是1 V
,那么这也是不矛盾的。再说一次,哪一个是真的?
而且,在学习的过程中,我意识到现实生活中的实验表明第二种解释应该是正确的。让我一步一步解释这个实验。
理论:全波整流电路
假设我们应用V_in
幅度,峰峰值电压为V_peaktopeak = 2 * V_in
。对于输出信号,我们有,
V_out = (V_in - n * V_diode) * R_L / (R_L + r_d),
其中n
是导通的二极管数量,是二极管的V_diode
偏置,R_L
是负载电阻。负载电阻选择得足够大,这样R_L >> r_d
我们得到,
V_out = V_in - n * V_diode.
在实际实验r_d
中是在 1\ohm
到 25之间\ohm
,我们选择R_L
以公斤为单位\ohm
。因此,我们可以安全地忽略R_L / (R_L + r_d)
部分。
对于与我们拥有的输出信号相对应的直流电压,
V_DC = 2 * V_out / \pi = 0.637 * V_out.
实验中的电路方案
这是电路图,
如您所见,对于正半周期,四个二极管中只有两个处于导通状态。而对于负半周期,另外两个处于传导状态。因此n
,该电路为 2。让我们在 Tinkercad 上构建这个实验。我没有使用面包板来展示电路方案和 Tinkercad 中内置的电路之间的更多相似性。
场景 #1 - 理论预期
让我们假设6.2 V
是幅度。那么,V_in=6.2 V
。并且V_peaktopeak
是12.4 V
。作为我们计算的输出信号,
V_out = V_in - n * V_diode = 6.2 V - 2 * 0.7 V = 4.8 V.
对于 DC 等价物,我们理论上得到,
V_DC = 0.637 * V_out = 3.06 V.
但在万用表中,我们看到1.06 V
。这表明接近 %60 的百分比错误。
场景 #2 - 理论预期
让我们假设6.2 V
是峰峰值电压。那么,V_in=3.1 V
。并且V_peaktopeak
是6.2 V
。作为我们计算的输出信号,
V_out = V_in - n * V_diode = 3.1 V - 2 * 0.7 V = 1.7 V.
对于 DC 等价物,我们理论上得到,
V_DC = 0.637 * V_out = 1.08 V.
在万用表中,我们看到1.06 V
。它们的值非常接近。
结论
根据这些结果,我们可以得出结论,6.2 V
是峰峰值电压,函数发生器上的方案是正确的,函数发生器描述中的“幅度”标签是错误的,示波器的 y 刻度代表总电压其中一半为正,另一半为负。
但
我不能确定,因为我将在我的电子实验室课上教授这些材料,所以我真的需要确定这个结论。因此,我在这里向您询问您的意见、结论或其他我错过的参考资料。