Для пытливых
В качестве факультативного задания проведите имитационное моделирование исследуемого фильтра (рис.8.1) с помощью, например, пакета программ MicroCAP. Сравните результаты моделирования и экспериментальных исследований.
Самостоятельно смонтируйте любой выбранный актив-
44
ный RC фильтр и исследуйте его характеристики.
Моделирование
Активные RC цепи строятся на основе ОУ с реактивными RC двухполюсниками в цепях положительной и отрицательной обратной связи. С их помощью реализуются все виды частотных фильтров и другие линейные преобразователи сигналов.
Проведем моделирование цепи на рис. 8.3 при указанных на рисунке параметрах (файл Lac11.cir). Ее свойства существенно зависят от величин сопротивлений и емкостей, особенно от R3. Обратите внимание, что схема отличается от используемой в лабораторной работе.
На рис. 8.4 изображена временная диаграмма выходного
напряжения при амплитуде входного сигнала 10 мВ на частоте 15,912 Гц (100 рад/с), напряжение измеряется в вольтах, а время в секундах. В начале моделируется переходной процесс при включении питания, а затем цепь переходит в стационарный режим усиления сигнала. На рис. 8.5 представлены АЧХ (вверху) и ФЧХ (внизу) моделируемой цепи, частота измеряется в герцах. Как видно, исследуемая цепь является узкополосным низкочастотным RC фильтром.
45
Рис. 8.3
Задайте моделирующей программе схему цепи из лабораторной работы с соответствующими параметрами. Проведите ее моделирование. В режиме «Stepping» исследуйте влияние параметров элементов на частотную характеристику фильтра.
Установите, при каких значениях сопротивления R4 моделируемая цепь будет соответствовать фильтрам Баттерворта и Чебышева.
46
Рис. 8.4
Рис. 8.5
47
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ В НЕЛИНЕЙНЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Лабораторная работа имеет целью закрепить обучаемыми основных теоретических положений дисциплины, углубить понимание физической сущности процессов, происходящих в нелинейных радиотехнических цепях, привить навыки проведения исследования, работы с программно-моделирующими комплексами и умение обрабатывать и анализировать полученные результаты эксперимента.
Проведение лабораторной работы предусматривает подготовку обучаемых к работе в лаборатории. Для этого накануне перед лабораторной работой учебная группа должна прибыть в лабораторию для ознакомления с лабораторной установкой и подготовки к проведению лабораторной работы под руководством преподавателя.
Для облегчения подготовки обучаемых по теоретическим вопросам в руководстве к лабораторной работе рекомендована соответствующая литература и приведены краткие сведения из теории исследуемых вопросов. В результате предварительной подготовки каждый обучаемый должен изучить теоретический материал по рекомендованной литературе и методику выполнения лабораторной работы, подготовить бланк отчета и получить навыки работы с компьютерной программой.
Для выполнения лабораторной работы учебная группа разбивается на подгруппы по два-три человека. В подгруппе назначается старший, который отвечает за порядок на рабочем месте, сообщает преподавателю о готовности рабочего места и подгруппы к проведению работы, руководит работой подгруппы в процессе её выполнения и оформления отчета и после окончания работы сдает рабочее место лаборанту.
48
Включение питания, запуск программы на рабочем месте производится только с разрешения преподавателя!!!
В процессе выполнения работы производится собеседование с обучаемыми для выяснения их подготовленности к работе.
Чтобы быть допущенным к лабораторной работе, обучаемый обязан:
- знать цель работы, схему исследования и методику их проведения;
- знать правила пользования компьютерной программой;
- понимать физику явлений, исследуемых в лабораторной работе;
- ясно представлять себе ожидаемые результаты исследования и уметь их объяснить;
- сдать зачет по мерам техники безопасности при работе в лаборатории.
Обучаемые, не выполнившие работу и неполучившие по ней зачета, выполняют и отчитываются за неё в назначенное преподавателем время, не позднее 10 дней со дня проведения лабораторного занятия.
Отчет по каждой работе должен содержать следующее:
- цель работы;
- схемы исследований и назначение программных модулей;
- исходные данные (параметры элементов, значения входных воздействий);
- порядок расчета параметров и характеристик нелинейных радиотехнических цепей;
- результаты измерений, графики и осциллограммы;
- выводы по каждому пункту работы.
К оформлению отчета каждый обучаемый должен относиться творчески и проявлять максимум самостоятельности.
Отчеты выполняются в соответствии с действующим стандартом СТП- 007 на специальных бланках, где указываются
49
все пункты задания и приводятся необходимые таблицы и графики. Отчет следует заполнять аккуратно, на графиках необходимо указать оси координат, величины и единицы, в которых они измерены, и соответствующий масштаб. На графиках должны быть отражены все экспериментальные точки.
Выводы должны быть краткими и содержать физическое объяснение хода экспериментальных кривых, объяснения причин расхождения экспериментальных результатов с теоретическими, если эти расхождения имеют место.
Отчет по лабораторной работе в оформленном виде сдается в день выполнения работы. При наличии замечаний по работе преподаватель вызывает обучаемого на беседу.