![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Интегрирующие цепи. Фильтр нижних частот. ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
а) б) Рис.6 Простейшие интегрирующие цепи представлены на рис.6. Коэффициент передачи схемы на рис.6, а, определяются:
Обозначив получим Частота
Из (2.15.) получаем следующие выражения для АЧХ и ФЧХ интегрирующих цепей, вывод которых нетрудно проделать самостоятельно:
Графики АЧХ и ФЧХ интегрирующих цепей представлены на рис.7. Интегрирующие свойства цепи на рис.6, а проявляются при условии
а выходное напряжение находится из следующего соотношения:
Подставляя сюда (2.19), получаем:
Для цепи на рис.6, б, при том же условии
откуда Выходное напряжение
Из графика АЧХ (рис.7) следует, что коэффициент передачи цепей, предоставленных на рис.6, уменьшается по модулю в
3.ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. (выполняется при домашней подготовке) 1. Рассчитать значения сопротивлений резисторов делителя напряжения R1 и R2 (рис.1а) считая R1= 10R2, при которых изменение сопротивления нагрузки RН от бесконечности до 3, 3 кОм вызовет изменение выходного напряжения не более, чем на 5%. Вычислить долю мощности источника, которая при этом рассеивается на делителе, и долю, поступающую в нагрузку. 2. Для генератора тока (рис.2) рассчитайте величину сопротивления R1, при котором изменение нагрузки от нуля до 3, 3 кОм вызовет изменение тока нагрузки не более 5%. Определите величину ЭДС источника питания, при которой начальное значение тока в цепи ( 3. Вычислить граничную частоту
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Соберите схему резистивного делителя напряжения (рис.1, а), подключив вольтметры для измерения UВХ и U ВЫХ. Подайте UВХ=10В и измерьте U ВЫХ без подключения нагрузки. 3.2. Подключите к выходу делителя нагрузку RН – 3, 3 кОм и измерите новое значение U ВЫХ. Данные занесите в табл.1. Табл.1 Табл.2
3.3. Соберите схему генератора тока (рис.2) при RН = 0 и, изменяя величину UВХ , установите ток IН = 0, 5 mA. 3.4. Включите RН = 3, 3к, измерьте новое значение Iн. Результаты внесите в таблицу 2. 3.5. Соберите схему дифференцирующей цепи (рис.3, а). Вход цепи соедините с выходом генератора синусоидального напряжения. Ко входу и выходу цепи подключите осциллограф (каналы 1 и 2, соответственно) и вольтметры в режиме измерения переменного напряжения. 3.6. Снимите амплитудно – частотную характеристику цепи, изменяя частоту сигнала в диапазоне 150 Гц – 15 кГц (15 – 20 точек). Данные занесите в таблицу 3.
3.7. Определите фазовый сдвиг выходного напряжения относительно входного на частотах 3.8. Подайте на вход цепи прямоугольные импульсы от генератора. Изменяя частоту, проследите изменение формы выходного сигнала. Опишите изменения в рабочей тетради. 3.9. Установите частоту импульсов 3.10. Повторите пункты 3, 5 – 3, 8 для интегрирующей цепи рис.6, а. Данные занесите в таблицу 4, аналогичную таблице 3. 3.11. Установите частоту импульсов
4. ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
4.1. Лабораторный стенд состоит из базового и лабораторного модулей. Базовый модуль включает в себя два цифровых мультиметра, два регулируемых источника питания Е1 и Е2, генератор низкой частоты синусоидального сигнала и сигналов прямоугольной формы. Лабораторный модуль имеет два наборных поля, позволяющих собирать исследуемые цепи из необходимых элементов, закрепленных на контактных площадках, панельку для подключения микросхем с выведенными контактными гнездами, панели управления мультиметрами 1 и 2, источниками напряжения Е1 и Е2 и генератором низкой частоты. Кроме того, здесь же расположены генератор импульсов, вырабатывающий ступенчатое напряжение в виде одиночного импульса и последовательность прямоугольных импульсов регулируемой частоты, и два источника фиксированного напряжения: ± 15В (Е3) и 4.2. При выполнении пунктов 3.1. – 3.4. задания вольтметры мультиметров должны работать в режиме измерения постоянного напряжения. 4.3. При выполнении пунктов 3.5. – 3.7, 3.10 вольтметры включаются в режим измерения переменного напряжения.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 5.1. По данным табл. 1 оцените погрешность делителя обусловленную влиянием нагрузки:
где U ВЫХ – выходное напряжение при
5.2. Оцените погрешность, обусловленную наличием нагрузки генератора тока, используя данные табл.2 и формулу (5.1). 5.3. По данным таблиц 3 и 4 постройте АЧХ дифференцирующей и интегрирующей цепей. По характеристикам определите частоту 5.4. По результатам пунктов 3.8, 3.9, 3.11 сделайте вывод о качестве дифференцирующей и интегрирующей цепей в различных частотных диапазонов, о причинах, влияющих на свойства этих цепей.
6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 1. Формулировка цели работы. 2. Схемы, таблицы с результатами измерений. 3. Графики АЧХ исследуемых цепей. 4. Осциллограммы напряжений, описание изменений формы выходного сигнала при изменении частоты для дифференцирующей и интегрирующей цепей. 5. Анализ полученных результатов и выводы по работе.
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что называют делителем напряжения? 2. Можно ли делители, представленные на рис.1, использовать в целях постоянного и переменного напряжений? 3. Как будет работать цепь на рис.1, а с источником постоянной и синусоидальной ЭДС, если резистор R2 заменить конденсатором? Возможно ли применение емкостных делителей напряжения? 4. Дайте определение фильтра. Какими свойствами обладают фильтры нижних, верхних частот, полосовые и режекторные? 5. Какие цепи называют дифференцирующими, интегрирующими? 6. Из каких элементов можно построить дифференцирующую и интегрирующую цепи? 7. Имеются только индуктивные и емкостные элементы. Можно ли из них построить фильтр, дифференцирующую или интегрирующую цепь? 8. Нарисуйте частотную зависимость сопротивления резистивного и индуктивного элементов. С помощью этой зависимости поясните фильтрующие свойства цепей, представленных на рис.3, б и 6, б.
8. ЛИТЕРАТУРА 1. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. – М.: Радио и связь, 1990г. –512с; 2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.: радио и связь, 1986г.-512с. 3. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники, ч. 1.- М.: Энергия, 1978г.
|