3. Задания и методические рекомендации
3.1. Изучение rc-цепи интегрирующего типа
3.1.1. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики
3
.1.1.1.
Соберите из элементов R2
и C1
(модуль № 4) RC-цепь
интегрирующего типа (рис. 3.1) и снимите
ее амплитудно-частотную характеристику.
Измерения АЧХ и ФЧХ проводите на частотах, указанных в табл. 3.1, в которую занесите результаты измерений.
Таблица 3.1
АЧХ и ФЧХ RC-цепи интегрирующего типа
f, кГц |
0,1 |
0,5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
40 |
60 |
100 |
200 |
UВХ, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВЫХ, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1.1.2. Постройте АЧХ и определите из графика частоту среза ƒС, по которой найдите постоянную времени цепи τ. Сравните полученное значение τ с расчетным значением: τРАСЧ = R2 × C1.
3.1.1.3. Снимите ФЧХ этой же RC-цепи. В табл. 3.1 заносите значение сдвига фаз в градусах: ∆T/T = –1/4, φ = –360 × 1/4 = –90.
3.1.1.4. Постройте ФЧХ и определите по ней постоянную времени цепи τ. Сравните ее с постоянной времени, полученной ранее из АЧХ.
3.1.1.5. Получите переходную характеристику исследуемой цепи. Для этого переключите генератор низкой частоты в режим формирования прямоугольных импульсов.
Зарисуйте переходную характеристику и определите постоянную времени цепи как интервал времени, за который выходное напряжение достигает уровня 0,63 от максимального значения.
Сравните значение постоянной времени τ со значениями постоянной времени, полученными из АЧХ и ФЧХ.
3.1.2. Влияние постоянной времени цепи интегрирующего типа на ее полосу пропускания
3.1.2.1.
Рассчитайте постоянную времени
RC-цепи
интегрирующего типа с частотой среза
ƒС,
= 3 кГц и значения сопротивления резистора
и емкости конденсатора этой цепи,
используя выражения
τ = RC.
3
.1.2.2.
Запустите программу Electronics
Workbench. Соберите
схему, представленную на рис. 3.2, и
сохраните ее под именем int_c.ewb. Установите
полученные в п. 3.1.2.1 значения сопротивления
резистора R
и емкости конденсатора C.
3.1.2.3. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования гармонического сигнала с частотой fС и амплитудой Um = 1 В. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов исследуемой цепи и определите по ним коэффициент передачи К(fC) и фазовый сдвиг ∆φК(fС) исследуемой цепи на частоте среза ƒС.
3.1.2.4. Установите линейные шкалы по осям Y (VERTICAL) и Х (HORIZONTAL) измерителя АЧХ–ФЧХ и получите АЧХ и ФЧХ исследуемой RC-цепи. Определите по АЧХ частоту среза ƒС и по ФЧХ фазовый сдвиг ∆φВИ исследуемой цепи на этой частоте. Сравните полученные результаты с результатами п. 3.1.2.3.
3.1.2.5. Повторите п. 3.1.2.4 для случая линейной шкалы по оси Y и логарифмической шкалы по оси Х измерителя АЧХ–ФЧХ.
3.1.2.6. Рассчитайте постоянную времени RC-цепи интегрирующего типа с частотой среза ƒС = 6 кГц и значения сопротивления резистора и емкости конденсатора этой цепи. Повторите п. 3.1.2.3–3.1.2.5.
3.1.2.7. На основании результатов, полученных в п. 3.1.2.1.–3.1.2.6, сделайте вывод о влиянии постоянной времени RC-цепи интегрирующего типа на ее полосу пропускания