ЛР 2 — копия

Лабораторная работа №2

Исследование входных частотных характеристик в RC-цепи

Цель работы:

С помощью программы Micro-Cap исследовать входные амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики RC-цепи. Сравнить АЧХ и ФЧХ, полученные с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.

1. Рассчитаем граничную частоту для RC-цепи (Рис. 1), если R₁ = 100 Ом, а С₁ = 219 нФ, Е = 0.9 В.

Рисунок 1

Таблица 1

По предварительному расчету								Получено экспериментально
f, кГц	f/fгр	XC, Ом	Zвх, Ом	φZ, град	I, мА	UR, B	UC, B		XC, Ом	Zвх, Ом	φZ, град	I, мА	UR, B	UC, B
2	0.275	363.4	376.9	–74.4	2.39	0.239	0.868		363.4	376.9	–74.4	2.39	0.239	0.868
4	0.55	181.7	207.4	–61.2	4.34	0.434	0.788		181.7	207.4	–61.2	4.34	0.434	0.788
6	0.826	121.1	157.1	–50.5	5.73	0.573	0.694		121.1	157.1	–50.5	5.73	0.573	0.694
8	1.101	90.8	135.1	–42.3	6.66	0.666	0.605		90.8	135.1	–42.3	6.66	0.666	0.605
10	1.376	72.7	123.6	–36	7.28	0.728	0.529		72.7	123.6	–36	7.28	0.728	0.529
12	1.651	60.6	116.9	–31.2	7.7	0.77	0.466		60.6	116.9	–31.2	7.7	0.77	0.466
14	1.926	51.9	112.7	–27.4	7.99	0.799	0.415		51.9	112.7	–27.4	7.99	0.799	0.415

Построение зависимостей Z_вх(f), φ_Z(f), X_C(f), I(f), U_R(f), U_C(f):

Рисунок 2. Зависимость Z_вх(f)

Рисунок 3. Зависимость φ_Z(f)

Рисунок 4. Зависимость I(f)

Рисунок 5. Зависимость U_R(f) и U_C(f)

График зависимости модуля входного сопротивления Z_вх(f). от частоты (Рис.6)

Рисунок 6

График зависимости фазы входного сопротивления от частоты (Рис.7)

Рисунок 7

График зависимости тока от частоты (Рис.8)

Рисунок 8

График зависимости напряжения на резисторе от частоты (Рис.9)

Рисунок 9

График зависимости реактивного сопротивления от частоты (Рис.10)

Рисунок 10

2. Исследование частотных характеристик нагруженной RC-цепи.

Подключим сопротивление нагрузки R₂ = 320 Ом параллельно конденсатору (Рис. 11).

Рисунок 11

Рассчитаем для нагруженной RC-цепи частоту f_m, при которой фаза φ_m входного сопротивления имеет минимум. Результаты запишем в таблицу 2.

Таблица 2

Нагруженная RC-цепь	По предварительному расчету	ЭВМ
fm, Гц	4654.26	4654
φm, град	38	–37.98

График зависимости модуля входного сопротивления от частоты (Рис. 12)

Рисунок 12

График зависимости фазы входного сопротивления от частоты (Рис. 13)

Рисунок 13

Выводы: в ходе лабораторной работы были исследованы входные амплитудно-частотные (АЧХ) и фазочастотные (ФЧХ) характеристики RC-цепи. Получены частотные характеристики входного сопротивления Z_вх, фазы входного сопротивления φ_Z, тока и напряжений на элементах цепи. Было проведено исследование частотных характеристик нагруженной RC-цепи: Z_вх(f) и φ_m(f).