Лабораторная работа № 4 Моделирование процесса прохождения сигналов через линейные стационарные цепи (rc и rl) - фильтры низкой и высокой частоты в программном пакете Multisim

Цель работы: Изучение процессов прохождения радиотехнических сигналов через линейные стационарные цепи. Исследование отклика фильтров низких и высоких частот на периодический входной сигнал в программном пакете Multisim.

Задание № 1. Провести компьютерное моделирование процесса прохождения сигнала по цепи (фильтр низких частот).

1. Собрать в программном пакете Multisim схему исследования (рис. 32). С генератора на исследуемую цепь подать периодическую последовательность положительных видеоимпульсов (параметры цепи и сигнала взять из практической работы 5).

2. Исследовать входной сигнал в точке 2 цепи (на выходе генератора).

2.1. Получить спектр сигнала. Распечатать или зарисовать полученный спектр в масштабе.

2.2. Получить осциллограмму входного сигнала, распечатать или зарисовать в масштабе.

Задание № 2. Провести исследование частотного коэффициента передачи цепи.

Для определения частотного коэффициента цепи необходимо найти зависимости входного и выходного сигналов (напряжений) от частоты. Для этого в меню Analysis в поле AC Frequency в области Nodes for analysis выбрать точки 1, 2. На основании анализа выходной реакции системы (зависимости входного и выходного напряжений и фазы от частоты) самостоятельно построить АЧХ и ФЧХ в масштабе.

Рис. 32. Схема исследования процесса прохождения периодических сигналов через линейную стационарную цепь (фильтр низких частот)

Задание № 3. Провести исследование отклика (выходную реакцию) цепи.

В точке 1 схемы исследовать отклик цепи. Методика исследования отклика аналогична пункту 2 задания 1.

Проанализировать АЧХ и отклик цепи, письменно указать требования к параметрам входного сигнала, позволяющие:

А) передавать сигнал по цепи без искажения,

Б) полностью отфильтровывать сигнал.

Результаты анализа подтвердить компьютерным моделированием (представить в виде распечаток графиков спектров входного сигнала и отклика). По результатам компьютерного моделирования сделать письменно выводы.

Задание № 4. Сравнительный анализ результатов теоретического расчета и компьютерного моделирования процесса прохождения сигнала по цепи.

Провести сравнительный анализ теоретических расчетов в практической работе №5 и результатов моделирования с помощью программного пакета Multisim. На основании анализа письменно сформулировать выводы.

Задание № 5. Провести исследование отклика фильтра высоких частот на примере RL цепи.

Самостоятельно исследуйте отклик фильтра высоких частот на элементах R и L на аналогичный входной сигнал (параметры сигнала взять из задания № 1). Методика исследования приведена в заданиях 1–4. Параметры RL-цепи подобрать таким образом, чтобы входной сигнал проходил через цепь без искажений.

Контрольные вопросы.

1. Изложить методику исследования процесса прохождения детерминированного сигнала через радиотехнические цепи – фильтры низкой и высокой частоты.