Содержание отчета
Отчет должен содержать таблицу соответствия клавиш интерфейса пользователя программы и выполняемых ими функций, а так же рисунки схем делителей, выполненных в программе Multisim. Таблицы 2 и 3 должны быть заполнены в соответствии тс заданием.
Отчет завершается выводом.
Таблица 2
Uист, В |
R1, кОм |
R2, кОм |
Iист, А |
U1, В |
U2, В |
|||
|
|
|
расчет |
эксперимент |
расчет |
эксперимент |
расчет |
эксперимент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
Iист, А |
R1, кОм |
R2, кОм |
Uист, В |
I1, А |
I2, А |
|||
|
|
|
расчет |
эксперимент |
расчет |
эксперимент |
расчет |
эксперимент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы:
1. …
2. …
3. …
Лабораторная работа 2 Моделирование простейших дифференцирующей и интегрирующей цепей
Цель работы
Изучение простейших компонентов электронных устройств и цепей, реализованных на их основе. Исследовать с помощью системы схемотехнического моделирования Micro-Cap простейшую интегрирующую и дифференцирующую цепи.
Задание на работу
Электронные устройства состоят из компонентов, являющихся пассивными (резисторы, конденсаторы, диоды и т.п.) и активными (транзисторы, операционные усилители и т.п.).
В данной лабораторной работе рассматриваются пассивные RC-цепи, состоящие из резисторов и конденсаторов и реализованные на их основе простейшие дифференцирующую и интегрирующую цепи.
Дифференцирующая RC-цепь (рис. 1) представляет собой последовательно соединенные резистор и конденсатор, на которые подается входной сигнал Uвх(t), а выходной сигнал Uвых(t) снимается с резистора R.
Рис. 1. Дифференцирующая цепь
Выражение для нижней граничной частоты пропускания дифференцирующей цепи можно определить по формуле:
(1)
где: - постоянная времени дифференцирующей цепи [с].
Значение можно вычисляется по следующему выражению:
,
где R – сопротивление [Ом], C - емкость [Ф].
Среди передаточных параметров четырехполюсников основным является комплексный коэффициент передачи по напряжению KU(jω). Он представляет собой отношение комплексного выходного напряжения отклика и комплексного входного напряжения воздействия четырехполюсника:
,
где: KU(ω)=U2/U1 – модуль комплексного коэффициента передачи по напряжению KU(jω); U2, U1 – действующие или амплитудные значения выходного и входного гармонических напряжений; φ(ω) = φU2(ω) - φU1(ω) – аргумент комплексного коэффициента передачи KU(jω) равный разности между начальными фазами выходного и входного напряжений;
φU2(ω), φU1(ω) – начальные фазы выходного и входного гармонических напряжений.
Зависимость модуля KU(ω) от частоты называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) цепи. Зависимость аргумента φ(ω) комплексного коэффициента передачи от частоты называется фазо-частотной характеристикой (ФЧХ) цепи.
Зависимости для АЧХ и ФЧХ дифференцирующей цепи имеют вид как показано на рисунке 2.
Рис. 2. АЧХ (а) и ФЧХ (б) дифференцирующей RC-цепи.
Зависимость, характеризующая изменение сигнала на выходе дифференцирующей цепи Uвых(t) от входного Uвх(t), имеет вид:
.
где: t – время наблюдения, - постоянная времени дифференцирующей цепи [с].
Интегрирующая RC-цепь (рис. 3) представляет собой последовательно соединенные резистор и конденсатор, на которые подается входной сигнал Uвх(t), а выходной сигнал Uвых(t) снимается с конденсатора.
Рис. 3. Интегрирующая цепь
Рис. 4. АЧХ (а) и ФЧХ (б) интегрирующей RC-цепи.
Выражение для верхней граничной частоты пропускания интегрирующей цепи вычисляется аналогично дифференцирующей по формуле:
,
где: - постоянная времени интегрирующей цепи [с].
При воздействии скачка положительного сигнала напряжение на выходе интегрирующей цепи будет изменяться по экспоненте согласно формуле:
,
где: t – время наблюдения, - постоянная времени интегрирующей цепи [с].