Лабораторные практикумы / 2 Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемных устройств
.pdf
Рис. 31
Зафиксируйте его на рабочем столе, щелкнув левой клавишей мыши. В появившемся окне введите значение (Value) LT155 рис. 32.
Рис. 32
Нажмите кнопку ОК.
Подключите 12 В источники питания и земли, так как показано на рис. 33.
220
Рис. 33
В случае возникновения проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса
(http://frisk.newmail.ru/) для ознакомления файл L27_3.CIR (File\Open…).
Постройте кривые напряжения на выходе операционного усилителя uВЫХ(t) и напряжения импульсного источника u(t)=V(V1) от времени t.
Замечание. Для выяснения номера полюса «Выход» нажмите на кнопку Node Numbers
рис. 34.
Рис. 34
Как видно из рис. 35 номер полюса 3. Следовательно uВЫХ(t)=V(3).
221
Рис. 35
Откройте меню Analysis, выберите команду Transient… и введите параметры для построения графиков (рис. 36).
Рис. 36
Запустите построение, нажав кнопку Run.
На экране появиться графики зависимости напряжения на выходе операционного усилителя V(3) и импульсного источника u(t)=V(V1).
Скопируйте полученные кривые в отчет.
5 Обработка результатов машинного эксперимента
Сравнить кривые напряжений с аналогичными кривыми, полученными теоретически. Сделать выводы.
222
6 Вопросы для самопроверки
•Какие цепи являются интегрирующими.
•Нарисуйте схему пассивной интегрирующей RC-цепи.
•Нарисуйте схему активной интегрирующей АRC-цепи.
•Как определить диапазон частот, в котором цепь является практически интегрирующей?
7 Содержание отчета
Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, 1,5 интервала. Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал: ти-
тульный лист; цель работы; результаты машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.
8Литература
1.Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических — М.: Радио и связь, 1986. — 544 с.
2.Попов В.П. Основы теории цепей — М.: Высш. шк., 1985. — 496 с.
3.Добротворский И.Н. ТЭЦ. Лабораторный практикум. — М.: Радио и связь, 1990. —
216с.
4.Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т.1. — М.: Мир, 1984. — 598 с.
5.Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. — М.: СОЛОН, 1997. — 280 с.
6.Фриск В.В. Основы теории цепей. — М.: РадиоСофт, 2002. — 288 с.
223
Лабораторная работа № 28
Аттрактор Лоренца
1 Цель работы
С помощью программы Micro-Cap исследовать характеристики динамической системы описываемой системой Лоренца.
2 Задание для самостоятельной подготовки
Изучить основные положения теории стохастических автоколебаний, которые поддерживаются в динамической системе за счет внешнего источника. С помощью поисковых систем в Интернете (http://www.yandex.ru/, http://www.rambler.ru/ и др.) составить реферат об аттракто-
ре Лоренц а. Полученные ссылки поместить в раздел «Литература».
3 Предварительный расчет
3.1 Получить численные решения системы Лоренца (1) в виде графиков.
dx
dt
dy
dtdz
dt
=Sigma* ( y − x)
=(Rho − z)* x − y , (1)
=x* y − Beta* z
где параметры Sigma, Rho и Beta принимают следующие значения (числаПрандтля): Sigma=10, Rho=28 и Beta=8/3.
3.2 Повторите предыдущий расчет для следующих значениях параметров (числа Рэлея): Sigma=28, Rho=46,92 и Beta=4.
4 Порядок выполнения работы
Аттра́ктор (англ. attract — притягивать) — множество точек в фазовом пространстве динамической системы, к которым стремятся траектории системы.
В фазовом пространстве (рис. 1) аттактор Лоренца состоит из клубка траекторий, в которых выделяют две области. В определенный момент времени решение непредсказуемо перескакивает из одной области в другую.
Можно считать, что аттрактор Лоренца является стохастическими автоколебаниями, которые поддерживаются в динамической системе за счет внешнего источника.
224
Рис. 1
4.1 Запуск программы схемотехнического моделирования Micro-Cap
Включить ЭВМ и запустить программу Micro-Cap
C:\MC9DEMO\mc9demo.exe или
ПУСК\Все программы\Micro-Cap Evaluation 9\Micro-Cap Evaluation 9.
В появившемся окне Micro-Cap 9.0.7.0 Evaluation Version (рис. 2) собрать схему для решения системы дифференциальных уравнений системы Лоренца.
Рис. 2
225
4.2 Сборка системы
Соберете систему Лоренца так, как показано на рис. 3.
Рис. 3
В случае возникновения проблем загрузите для ознакомления с сайта поддержки учебно-
го процесса (http://frisk.newmail.ru/) файл L28.CIR или файл Lorenz Attractor.cir c сайта http://www.spectrum-soft.com/down/spring2007.zip.
4.3 Построение аттрактора Лоренца
Для этого в меню Analysis выберите команду Transient…. На экране появиться окно Transient Analysis Limits, в котором следует задать параметры построения графиков, так как показано на рис. 4.
226
Рис. 4
Запустите построение, нажав кнопку Run. На экране появиться график фазового портрета аттрактора Лоренца (рис. 5).
Рис. 5
Просмотрите проекции на других плоскостях «XY», «YZ» и «Vars». Сделайте выводы.
227
5 Обработка результатов машинного эксперимента
Сравнить полученные графики с графиками, полученными в предварительном расчете. Сделать выводы по каждому машинному эксперименту.
6 Вопросы для самопроверки
1.Что называется аттрактором Лоренца?
2.Почему аттрактор Лоренца называют странным?
3.Поясните поведение странного аттрактора в фазовом пространстве.
7 Содержание отчета
Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, полуторный интервал.
Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал: титульный лист; цель работы; результаты машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.
8Литература
1.Simulating the Lorenz Attractor. Spectrum Newsletters. Spring 2007. p.10-11 (http://www.spectrum-soft.com/news.shtm).
228
Глава вторая
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО СТУ И РПрУ
РАЗДЕЛ 1 Описание лабораторных работ по СТУ
В разделе 1 изучаются узлы, включенные на выходе демодулятора аналоговых и цифровых сигналов.
Основное внимание уделено исследованию свойств узлов, реализованных с применением операционных усилителей (ОУ) или фрагментов интегральных микросхем (ИМС), обеспечивающих функции усиления и фильтрации сигналов и малым входным уровнем мощности, а так же бестрансформаторных усилителей мощности, выполненных по дискретной технологии.
Выполнен подробный анализ свойств диффренциального каскада (ДК), являющегося обязательной частью ОУ и входными каскадами ИМС, выполняющих несколько функций одновременно. Исследование свойств ДК проводилось при различных вариантах построения цепи отрицательной обратной связи (ООС) и различной температуры внешней среды.
Исследованы свойства двухкаскадного усилителя с использованием прототипа ИМС К118УН1В при различных способах организации частотно-зависимой и частотнонезависимой ООС.
Большое внимание уделено изучению свойств логарифмических усилителей на ОУ, широко применяемых в цифровых системах подвижной связи, и влиянию на их показатели внешних условий.
Всесторонне исследованы свойства регулятора тембра (эквалайзера) на основе ОУ, получены характеристики частотного регулирования.
Усилитель мощности на комплементарной паре биполярных транзисторов (БТ), работающих в режиме В (АВ), исследован в частотной и временной областях для различных температурных режимов и способах температурной стабилизации режимов транзисторов по постоянному току.
Практически все лабораторные работы включают несколько вариантов построения исследуемой схемы, что позволяет в группе студентов исследовать одновременно ряд идентичных по назначению устройств, т.е. разнообразить задания на моделирование или проводить сравнительный анализ показателей близких по реализации схем.