Мукан Ж.Б. Лабораторные работы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств - файл n3.doc

Мукан Ж.Б. Лабораторные работы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
скачать (3218.9 kb.)
Доступные файлы (10):
n1.doc2775kb.14.10.2011 19:24скачать
n2.doc23kb.19.06.2007 03:30скачать
n3.doc286kb.16.06.2009 17:00скачать
n4.doc2364kb.27.10.2010 14:56скачать
n5.doc4155kb.30.12.2009 14:31скачать
n6.doc273kb.20.02.2010 11:51скачать
n7.doc90kb.08.04.2010 18:20скачать
n8.doc151kb.20.02.2010 11:44скачать
n9.doc1623kb.12.03.2010 13:07скачать
n10.doc2779kb.20.02.2010 11:46скачать

n3.doc

Лабораторная работа №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

(ПАССИВНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ)


    1. Цель работы


Исследование прохождения синусоидальных и импульсных сигналов через RC, RL-цепи, расчет электрических цепей и приобретение практических навыков в выборе рабочих режимов измерительных приборов.
2.2. Теоретические сведения
В электронных схемах для передачи электрической энергии от источника сигналов в приемник широко применяются различные цепи, содержащие резисторы, индуктивные катушки и емкости (делители напряжений, переходные, дифференцирующие и интегрирующие RC, RL-цепи). Чаще всего эти цепи применяются для передачи напряжения, поэтому основным параметром этих цепей является коэффициент передачи по напряжению. Через выше указанные цепи передают либо синусоидальное напряжение, либо импульсные сигналы. Цепи, имеющие две пары зажимов, называют четырехполюсниками. У четырехполюсников различают входные и выходные зажимы (рис. 2.1).



Рис. 2.1
Коэффициент передачи цепи по напряжению K = Uвых /U вх является важнейшей характеристикой цепи, так как дает возможность рассчитать напряжение на выходе по известному напряжению на входе.

Входное сопротивление таких цепей (четырехполюсников) не должно шунтировать внутреннее сопротивление источника сигнала, выходное его сопротивление не должно шунтироваться входным сопротивлением приемника сигнала (нагрузки).

Так как эти цепи содержат реактивные элементы, сопротивление которых зависят от частоты, то параметры такого четырехполюсника также зависят от частоты. Поэтому для импульсных сигналов сложной формы, которые можно рассматривать как сумму гармонических сигналов, такие цепи будут являться источниками частотных искажений. Чем сложнее форма сигнала, т.е. чем сложнее спектр импульса, тем больше искажений будут вносить цепи.

Если на четырехполюсник воздействуют синусоидальные напряжения, то такое устройство работает в непрерывном режиме. Тогда говорят об установившимся стационарном процессе, который характеризуется определенными установившимися в цепи значениями токов и напряжений.

Импульсное же напряжение имеет прерывистую структуру, значения которого резко меняются. Цепь, имеющая реактивный элемент (в данном случае емкость), запасает энергию и изменить запас энергии мгновенно не может. Переход от одного стационарного состояния к другому называется переходным процессом и связан с изменением запаса энергии в цепи. Длительность ТПЕР переходного процесса, строго говоря равная бесконечности, практически равна трем постоянным времени цепи ТПЕР =3. Постоянная времени цепи – это произведение  =RC либо =L/R, которое измеряется в секундах: 1ОмФ =1ОмАсВ-1 = 1с. или 1Гн/Ом = 1с.

Искажения импульсов, связанные с переходными процессами, зависят от соотношения длительности импульсов и постоянной времени цепи (длительности переходного процесса в данной цепи).
2.2.1. Делитель напряжения
Цель работы: изучить характеристики резистивных делителей напряжения при различных нагрузках, научиться измерять коэффициент передачи четырехполюсника с помощью электронно-лучевого осциллографа.
В общем случае периодически изменяющиеся электрические величины (напряжения, токи. ЭДС) характеризуются мгновенными, максимальными (амплитудными) и действующими значениями. Значения электрической величины в произвольный момент времени называют мгновенным. Мгновенные значения являются величинами переменными, то есть зависят от времени. При гармонических воздействиях мгновенные значения тока и напряжения определяют из выражений

I = Imcos(t+i); u = Umcos(t+u).

Максимальным(амплитудным) называют наибольшее из мгновенных значений за период. У гармонических напряжений и токов амплитудное значение есть величина постоянная, не зависящая от времени. Действующим значением периодического переменного тока (напряжения, ЭДС) является такой постоянный ток при котором в той же нагрузке за время, равное периоду, выделяется такая же энергия, как и при данном переменном токе.

Тепловое действие постоянного тока определяется по закону Джоуля-Ленца: Q = I2rT, Такое же количество теплоты в данном резисторе (нагрузке) за это время выделит и переменный ток: Q =. Приравняв эти уравнения, получим: I2rT =, т.е. действующее значение переменного тока является средним квадратичным значением переменного тока за период Т. В случае переменного синусоидального тока

I= (2.1)

Действующее значение напряжения (тока) есть величина постоянная. Отношение действующего значения к амплитудному зависит от формы сигнала. У гармонических сигналов U/Um = 0,707. Максимальное (Um), действующее (U) значения и размах напряжения (Up) связаны между собой постоянными коэффициентами, а следовательно, являются пропорциональными величинами. Например, для гармонических сигналов Um : Up : U = 1 : 2 : 0,707.
Делитель напряжения– это устройство, предназначенное, для передачи от

источника сигнала в приемник в n раз меньшего напряжения, где n коэффициент деления. Коэффициент деления n связан с коэффициентом передачи Кu следующим соотношением Кu =1/ n, где Кu=Uвых/Uвх. Рассчитаем коэффициент передачи Г-образного четырехполюсника при холостом ходе на выходе (рис. 2.2). Для этого зададимся напряжением на входе UВх, тогда действующее значение тока в цепи I = UВх / (R1 + R2), действующее напряжение на выходе UВых = R2I = UВхR2/(R1+R2), коэффициент передачи

K = UВых/ UВх = R2/(R1+R2). (2.2)

Следует отметить, что эти соотношения выполняются при выполнении следующих условий:

R1+R2 Rг ; Rн R2 (2.3)
Знак >> в неравенствах (2.3) указывает на то, что для передачи меньшего в n раз напряжения необходимо, чтобы входное сопротивление цепи не шунтировало источник сигналов и чтобы нагрузка не шунтировала делитель. Чем больше эти неравенства, тем точнее выражение (2.2) (неравенство должно быть более чем в 10 раз).

Рис.2.2. Резисторный делитель напряжения

еr, Rr - ЭДС и внутреннее сопротивление источника сигнала, Rн –входное сопротивление приемника (сопротивление нагрузки).
При больших частотах синусоидального сигнала (106107) Гц коэффициент передачи сигнала уменьшается, т.к. любая реальная цепь и реальное приемное устройство имеют паразитные входную и выходную емкости, в которые входят емкости монтажа, емкости резисторов межэлектродные емкости ламп или транзисторов приемного устройства. Поэтому для высоких частот синусоидальных сигналов надо рассматривать реальную схему делителя (рис.2.3.).

R1




Rг
Uвх R2 Сп Uвых Rн

ег


Рис.2.3. Реальная схема делителя на высокой частоте
Коэффициент деления такого делителя для сигналов определенной частоты будет равен n = (R1+Z2)/Z2 . Z2 = , где Хс=1/Сп, =2f. Если делитель работает в импульсном режиме, то для разных его гармоник коэффициент передачи реального делителя будет разным и форма сигнала его будет искажена. Так как коэффициент передачи будет уменьшаться для высокочастотных составляющих спектра, то искажения скажутся в длительности фронтов tф1, tф2 (рис.2.3), и tф1?2,2 ·R2 ·Сп (представляет собой длительность переходного процесса в цепи, определяющую нарастание импульса напряжения от 0,1 до 0,9 амплитудного значения Um).

Чтобы коэффициент передачи напряжения был одинаков для всех гармонических составляющих сигнала, строят так называемые компенсированные делители (аттенюаторы) (рис.2.5), где Ск - переменная (подстроечная) компенсирующая емкость.
Uвх


Um t

Uвых

кUm t



tф1 tф2
Рис.2.4 Форма входного и выходного сигналов в реальном делителе

R1




Rг

UВх Ск R2 Сп UВых UВых

ег


Рис.2.5 Схема аттенюатора

В таком делителе коэффициент передачи по напряжению не зависит от частоты, если выполняется равенство R1 ·Ск= R2 ·Сп и Кu= R2 /(R1+R2) для всех составляющих сигнала. Такой неискажающий делитель используется при подключении электронно-лучевого осциллографа к высокочастотным радиотехническим схемам. Сам осциллограф имеет входное сопротивление RВх=1Мом и емкость СВх 20 пф. Однако при подключении без делителя к емкости осциллографа добавляется емкость гибкого коксиального кабеля (примерно 220 пф), что дает суммарную емкость 240 пф. Если во входной щупь осциллографа вмонтировать R=9 Мом и емкость С=27 пф, то входное сопротивление делителя будет 1+9 = 10 Мом, а СВх = 27240/(27+240) = 24 пф. При этом делитель осуществляет неискаженное деление в 10 раз. Это деление необходимо для уменьшения шунтирующего влияния емкости кабеля осциллографа на цепь, к которой он подключается.


      1. Дифференцирующие и интегрирующие цепи.


Цель работы: Исследование амплитудно-частотной АЧХ и фазо-частотной ФЧХ характеристики простейших цепей с одним реактивным элементом, а также их входные и передаточные характеристики. Ознакомление с работой дифференциатора и интегратора на основе операционного усилителя.
Для связи между каскадами усилителя в большинстве случаев применяются переходные цепи, состоящие из разделительного конденсатора С и активного сопротивления R на выходе (рис.2.6).
Ср


UВх R UВых
Рис.2.6 Переходная RС-цепь
Переходная цепь должна передавать сигналы без изменения амплитуды и формы с одного каскада (источника сигналов) на другой (приемник сигналов) и не пропускать постоянную составляющую напряжения.

Если на переходную цепь воздействует синусоидальное напряжение с частотой , то комплексный коэффициент передачи по напряжению имеет следующий вид:

Ku = UВых/Uвх = jCpR/(1+jCpR) (2.4)

а его модуль

Ku = 1/

Выражение (2.4) показывает, что для высоких и средних частот Кu?1, а для низких частот коэффициент становится меньше единицы. Активное сопротивление переходной цепи должно быть таким, чтобы не шунтировать выходное сопротивление источника сигнала и чтобы его не шунтировало входное сопротивление нагрузки, т.е.

Rг<<R<< Rн (2.5)

Для того чтобы на емкости цепи падение напряжения сигнала как можно меньше, необходимо выполнение неравенства

1/wСр<<R (2.6)

чем сильнее будут выполнены неравенства (2.5) и (2.6), тем ближе коэффициент передачи Кu к единице, тем ближе данная цепь к идеальной переходной.

Цепь, показанная на рисунке 2.6, может быть использована в качестве дифференцирующей цепи. Выбирая соответствующим образом параметры R и C, можно получить условие, при котором выходное напряжение UВых (снимаемое с зажимов сопротивления R), будет пропорционально производной входного напряжения UВх. Выбирая параметры цепочки такими, чтобы RC1, можно из (2.4) приближенно записать UВых jRCUВх.

Выражая UВх в комплексном виде, т. е. UВх = U0ejt, и находя производную, получим = jU0ejt = jUВх . Подставляя jUВх в предыдущее равенство, будем иметь выражение

UВых = RC= , (2.7)

из которого видно, что при условии RC1 (условие дифференцирования) выходное напряжение пропорционально производной входного. В случае гармонического входного напряжения дифференцирование состоит в уменьшении амплитуды выходного напряжения и сдвигу фазы на 90. Хотя цепь на рис2.6, как было сказано, и может быть использована в качестве дифференцирующей, но в случае гармонического входного напряжения такие цепи в радиотехнике чаще всего применяют не для дифференцирования, а для разделения постоянной и переменной составляющих напряжений. В этом случае постоянную времени берут достаточно большой, чтобы избежать дифференцирования. Дифференцирования не происходит, если выполняется условие RC>>1 или >>1/. Но в импульсной технике для получения коротких импульсов постоянная времени должна быть достаточно малой. Условие дифференцирования означает, что постоянная времени RC =  должно быть малым и вследствие этого уменьшается выходное напряжениеUВых UВх. Действительно, для схемы приведенной на рис.2.6 можно записать:

UВых = iR = RC,

поскольку для конденсатора,имеющего емкость С, напряжение и ток связаны соотношением i = C, но напряжение на емкости равно разности входного и выходного напряжения (по закону Кирхгофа). Здесь R – элемент, с которого можно снять выходной сигнал, пропорциональный току. Введение сопротивления превращает эту цепь в квазидифференцирующую, так как теперь напряжение UВхUс. Таким образом, погрешность дифференцирования будет малой, если выполняется условие UВых UВх, что эквивалентно R0

В пассивных цепях это условие невыполнимо, поэтому приходится использовать электронные схемы с активными элементами:
Дифференциатор.

Рис.2.7. Емкостное дифференцирующее устройство на ОУ.
На этом рисунке показана схема дифференциатора на операционном усилителе (ОУ). Если считать ОУ идеальной, то U0 = 0 и ic = iR. Поэтому Uc = UВх – U0 = UВх, UВых = UR. В результате

ic = C = C; iR = ic = C;

UВых = UR = RC = , (2.8)

что совпадает с формулой (2.7).

Таким образом, напряжение на выходе рассматриваемой схемы пропорционально точному значению производной входного напряжения. Реальная схема на ОУ не обеспечивает безошибочного дифференцирования. Однако, чем больше ее коэффициент усиления К, тем меньше напряжение U0 , тем меньше разность UВх и Uс и тем больше ток конденсатора (ic = C) соответствует производной входного напряжения. Из всего этого следует, что дифференциатор на ОУ можно рассматривать как дифференцирующую цепь с конденсатором С и резистором R/K, напряжение с которого усиливается в К раз. Дифференцирующие устройства находят широкое применение в формирователях импульсов, в активных фильтрах, в генераторах колебаний и других случаях.

Для схемы с индуктивностью можно записать уравнение

UВых = UL = L= L,
откуда следует, что входной сигнал надо подавать в виде тока, а не напряжения, как показано на рис 2.8.



Рис.2.8. Индуктивное дифференцирующее устройство с входным напряжением.
Для того чтобы преобразовать источник входного напряжения в источник тока, нужно последовательно с ним включить очень большое сопротивление R. Однако такая цепь снова станет квазидифференцирующей, а напряжение на индуктивности будет весьма малым. В пассивных цепях это также невыполнимо, что приводит к необходимости использовать активные цепи.
Рассмотрим искажения импульсного сигнала в переходной RС-цепи. Известно, что прохождение импульсных сигналов через электрические цепи характеризуют так называемой переходной характеристикой цепи h(t), которая описывает изменения во времени напряжения (тока) на выходе цепи при воздействии на входе её единичного прямоугольного скачка напряжения (тока). Переходная характеристика обычно находится операторным методом через операторный коэффициент передачи К(р). Для переходной RС-цепи
К(р)=рRС/(1+рRС), H(р)=1/(р+1/RС).
Искомая переходная характеристика h(t) есть оригинал операторной переходной характеристики H(р), т.е. h(t)=e-t /( RC).

Если на цепь действует не скачок напряжения, а прямоугольный сигнал, имеющий амплитуду Um и длительность tu, то выходной сигнал U2(t) является разностью двух экспонент, причем вторая экспонента запаздывает относительно первой на tu (рис.2.9):
U2(t)= Um· e-t / (RC)- Um· e-(t- tu )/ (RC)
Uвх, Uвых




+Um

Um

-Um
Рис.2.9 Форма сигнала в переходной цепи

1-входной сигнал, 2-выходной сигнал, 3- первая составляющая экспонента, 4- вторая составляющая экспонента.
Из рисунка 2.9 видно, что искажения прямоугольного импульса после переходной цепи заключаются в спаде вершины Um и равном ему отрицательном выбросе. Спад вершины обычно характеризуют относительной величиной

?=(∆Um/Um)100%.

Относительный спад вершины, как видно из рисунка 2.9, зависит от длительности импульса. Можно показать, что ?= tu / (RC). Для переходной цепи ? должно стремиться к нулю. Следовательно, постоянная времени её должна быть много больше длительности прямоугольного импульса:

?= RC tu.

Если же постоянная времени рассматриваемой RC-цепи будет меньше длительности импульса, т.е. ?= RC< tu, то ?=100%. Это означает, что в течение длительности импульса конденсатор успевает полностью зарядиться, и переходной процесс за tu закончится. Форма выходного импульса UR в этом случае показана на рисунке 2.10. Иначе говоря, при подаче прямоугольного напряжения на дифференцирующую цепь она неправильно дифференцирует как фронт, так и вершину импульса. Во-первых, получается конечное выходное напряжение, тогда как крутизна фронта входного скачка напряжения бесконечна. Во-вторых, вершина скачка напряжения имеет нулевую крутизну, а на выходе дифференцирующей цепи при этом получается конечное, но не нулевое напряжение.

В импульсной технике для формирования коротких импульсов применяются такие RC-цепи, называемые дифференцирующими. При этом постоянная цепи должна быть много меньше длительности входного импульса.

Дифференцирующими называют такие цепи, на выходе которых появляется импульс определенной амплитуды только в том случае, когда на входе цепи напряжение меняется с определенной скоростью, т.е.

Uвых=dUвх/dt.

Из рис.2.10 видно, что на активном сопротивлении R короткие импульсы появляются именно в тот момент, когда на входе возникают изменения напряжения. В биполярном сигнале на выходе цепи полярность импульсов соответствует характеру изменения: положительная - увеличению напряжения, отрицательная – уменьшению напряжения на входе. Длительность импульсов на выходе цепи равна длительности переходного процесса. Так как практически переходной процесс заканчивается через 3, то можно считать, что на выходе такой цепи tu вых?3ЧRC. Таким образом, RC – цепь с активным выходом может служить дифференцирующей цепью, если выполнены неравенства:

?= RC<< tu (2.9)

Rг<<R<< Rн (2.10)




Uвх

t

Uс
t



UR
t

Рис.2.10 Форма импульса на элементах дифференцирующей цепи
Таким образом, такую цепь используют для дифференцирования прямоугольных импульсов, в результате которого получаются короткие остроконечные импульсы (рис. 2.10). Поэтому дифференцирующую цепь называют также укорачивающей и обостряющей.


      1. Интегрирующая RС-цепь


Для выполнения операции интегрирования применяется так называемая интегрирующая цепочка, схема которой изображена на рис.2.11.


а) б)

Рис. 2.11. а) – емкостное и б) – индуктивное интегрирующие устройства.

При действии на входе цепочки гармонического напряжения UВх = U0ejt ток в цепи выражается соотношением I = UВх/(R+1/jC).

Для напряжения на зажимах конденсатора С, т.е. на выходе цепочки будем иметь UВых = I = = , где  = RC – постоянная времени. Выбирая параметры цепочки такими, чтобы RC =  1, можно приближенно записать: UВых UВх/j . Замечая, кроме того, что = UВх/j, откуда UВх = j, получим для выходного напряжения соотношение

UВых = , (2.11)

показывающее, что при RC =  1 или RC =  T, где Т – период входного напряжения, напряжение на выходе цепочки пропорционально интегралу входного. При этом погрешность интегрирования будет малой, если выходное напряжение много меньше входного, что эквивалентно R0. Поскольку в пассивных цепях это условие выполнить нельзя, то в качественных интеграторах применяют активные электронные схемы. Таким образом, как для дифференцирующих, так и для интегрирующих цепей для снижения погрешностей и получения выходного напряжения достаточно высокого уровня необходимо использовать активные устройства.
Емкостные интеграторы на операционном усилителе. Идеальный интегратор с ОУ можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 2.11



а) б)

Рис. 2.12. а) – емкостной интегратор с ОУ; б) - переходная характеристика интегратора на ОУ с ограниченным усилением.
Из рисунка следует, что интегратор на ОУ эквивалентен такой RC – цепи, у которой постоянная времени в (1+К) раз больше постоянной времени пассивного интегратора и, кроме того, эквивалентное действующее напряжение на выходе интегратора тоже увеличено во столько же раз. Приведенные переходные характеристики пассивной RC - цепи и активного интегратора на ОУ с ограниченным усилением показывают, что погрешность активного интегратора значительно меньше пассивного, даже при ограниченном усилении ОУ.

Для формирования длинных импульсов в импульсной технике применяют

удлиняющую – интегрирующую цепь. В качестве такой цепи можно применить RС – цепь, но с реактивным выходом (рис.2.13, либо 2.11).


R

Uвх С Uвых UВх R C UВых


а) б)

Рис.2.13. Два варианта интегрирующих RС-цепей.
Длительность выходного импульса значительно увеличивается, если постоянная времени цепи больше длительности воздействующих на цепь сигналов: ?н= RC tu (рис.2.13). Однако, в этом случае, амплитуда выходного импульса падает. Величина амплитуды выходного сигнала зависит от соотношения tu и ?н интегрирующей цепи. Действительно, можно показать, что операторный коэффициент передачи такой цепи равен К(р)=1/(1+рRС). Соответственно переходная характеристика цепи h(t)=(1-e-t /( RC)). Если же на цепь воздействует прямоугольный сигнал, то
Uвых= Uс =Um(1- e-t / (RC)) - Um(1- e-(t- tu )/ (RC)),
что видно из рис. 2.14.



Uвх


t

UR



t


Uc
t


Рис.2.14. Форма импульса на элементах интегрирующей цепи


Чем больше неравенство ?н> tu, тем меньше амплитуда выходного импульса. Зависимость амплитуды выходного импульса от соотношения : ?н/tu показана на рис.2.15.

Время нарастания (фронт) выходного импульса, снятого с емкости, будет равно длительности входного импульса tu, а его длительность складывается из длительности входного импульса и длительности переходного процесса, практически равно 3 н, : tu вых?tu вх +3Чt н. В случае, если t н>>tu, то tu вых?3Чt н.





Um

1,0



0,2

0


1- ?н/tu=0,1; 2- ?н/tu=0,2; 3- ?н/tu=1,0; 4- ?н/tu=5,0
Рис.2.15 Формы выходного сигнала интегрирующей цепи

при различных соотношениях длительности импульса с постоянной времени цепи.
Таким образом, для интегрирующей цепи должны быть выполнены неравенства:

?н = RC> tu (2.12)

Rг<<R (2.13)

Rн >> 1/С (2.14)
На рис. 2.16. показано, как искажается прямоугольный импульс дифференцирующей и интегрирующей цепями при различных соотношениях между длительностью импульса и постоянной времени цепей. Нетрудно заметить, что дифференцирующая цепь не искажает входного напряжения при большой постоянной времени, а интегрирующая цепь не искажает его при малой постоянной времени.


Рис.2.16.б Импульсы на выходе дифференцирующей и интегрирующей цепей при действии на входе прямоугольного импульса.
Порядок выполнения работы


      1. Принадлежности к работе

        1. Лабораторный комплекс ЛКЭЛ.

        2. Осциллограф универсальный ОСУ-20.

        3. Мнгофункциональный генератор-частотомер АКТОКОМ АН1001

        4. Цифровой вольтметр В7-58/2

        5. Паяльник.

      1. Исследование делителя напряжения

        1. Для заданного преподавателем коэффициента деления рассчитать R1 и R2 с учетом неравенств (2.2) и (2.3), для выполнения которых необходимо знать значения внутреннего сопротивления генератора Rг и входного сопротивления осциллографа Rн, которые можно найти в описаниях приборов. (Тип генератора задается преподавателем заранее).

        2. Собрать рассчитанный делитель на монтажной плате или на стенде ЛКЭЛ.

        3. Подать синусоидальный сигнал на вход делителя, пронаблюдать его на выходе.С помощью осциллографа снять частотную характеристику при UВх = const. Амплитудный размах колебаний = (5 – 10)В.

        4. Подать на вход делителя прямоугольный сигнал с генератора, пронаблюдать и зарисовать с помощью осциллографа форму импульса на выходе делителя. Измерить длительность, время нарастания, амплитуду, измерить коэффициент передачи.




      1. Исследование RC –цепи с активным выходом




        1. Спаять цепь на монтажной плате или собрать на стенде ЛКЭЛ RC-цепочку с заданными номиналами.

        2. Подать на вход цепочки синусоидальный сигнал с заданным амплитудным размахом и снять частотную характеристику. Определить граничную частоту (на уровне 0.7), при которой резистивное и реактивное сопротивления равны друг другу.

        3. Подать на вход цепи прямоугольные импульсы с генератора разной длительности (от единиц до сотен мкс). Пронаблюдать и зарисовать (строго в одном масштабе амплитуды и времени) форму импульсов на входе и выходе цепи. Для всех случаев 3-х случаев на рис.2.16, объяснить разницу с точки зрения частотных характеристик и переходных процессов в цепи. Во втором случае измерив спад вершины выходного импульса , сравните с расчетным, вычисленным по формуле Uc = Um(1-e-tи/T).

        4. Собрать на стенде ЛКЭЛ схему дифференциатора по схеме рис. 2.7. и выполнить все вышеуказанные пункты. Сравнить результаты активного и пассивного дифференциаторов.




      1. Исследование RC –цепи с реактивным выходом

(интегрирующая цепь).


        1. Спаять интегрирующую цепь на монтажной плате или собрать ее на стенде ЛКЭЛ.

        2. Подать на вход цепочки синусоидальный сигнал с заданным амплитудным размахом и снять частотную характеристику. Определить граничную частоту (на уровне 0.7), при которой резистивное и реактивное сопротивления равны друг другу.

        3. Подать на вход цепи прямоугольные импульсы с генератора разной длительности (от единиц до сотен мкс). Пронаблюдать и зарисовать (строго в одном масштабе амплитуды и времени) форму импульсов на входе и выходе цепи. Для всех случаев 3-х случаев на рис.2.16, объяснить разницу с точки зрения частотных характеристик и переходных процессов в цепи.

        4. Собрать на стенде ЛКЭЛ схему интегратора по схеме рис. 2.11. и выполнить все вышеуказанные пункты. Сравнить результаты активного и пассивного интеграторов.




    1. Отчет

Отчет должен содержать:

      1. Все пункты задания и схемы подключения к приборам исследуемых цепей.

      2. Расчет исследуемых цепей.

      3. Эпюры напряжений на входе и выходе цепей и измеренные параметры сигналов.

      4. Сравнение экспериментальных и расчетных данных.




    1. Контрольные вопросы

      1. Какие условия должны быть выполнены, чтобы четырехполюсник нужным образом передавал напряжение?

      2. Понятие переходного процесса. Отчего зависит длительность переходного процесса?

      3. Какие условия должны быть выполнены, чтобы получить истинный делитель напряжения? Как изменится выражение для коэффициента деления, если эти условия не выполнить?

      4. Какие искажения прямоугольного сигнала возникают в реальном делителе? Чем определяется длительность переходного процесса в реальном делителе?

      5. Каково значение переходной цепи? Каким условиям должны отвечать параметры этой цепи?

      6. На каких частотах коэффициент передачи по напряжению переходной цепи становится меньше единицы?

      7. В чем заключаются искажения прямоугольного сигнала при прохождении его через переходную цепь?

      8. Что такое дифференцирующая цепь? Какова форма импульса на выходе дифференцирующей цепи, если на входе ее действует прямоугольный сигнал?

      9. Что такое интегрирующая цепь? Какова форма импульса на выходе интегрирующей цепи, если на ее входе действует прямоугольный импульс?


2.6. Литература
2.6.1. В.А. Прянишников. Электроника, курс лекций.»Корона принт», Санкт

Петербург, 2000.

2.6.2. Ю.А.Браммер, И.Н.Пащук. Имульсные и цифровые устройства .

“Высшая школа”,М., 2003.

2.6.3. В.И.Манаев. Основы радиоэлектроники, Радио и связь, М., 1990,512 с

2.6.4. В.Н.Ушаков, О.В.Долженко Электроника: от элементов до устройств,

Радио и связь, М., 1993, 352 с..

2.6.5. Основы радиоэлектроники. Под редакцией Г.Д.Петрухина, МАИ, М.,

1993, 416 с.

2.6.6. В.И.Нефедов. Основы радиоэлектроники. «Высшая школа», М, 2000.

2.6.7. В.И.Каганов. Радиотехнические цепи и сигналы (Компътеризированный

курс), Форум-инфра-М, М, 2005.





Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации