Лабораторные 3 сем / Лабораторная работа №33

Министерство цифрового развития, связи и массовых

коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

(МТУСИ)

Кафедра «Теория электрических цепей»

Лабораторная работа №5

«Исследование активных интегрирующих

и дифференцирующих цепей»

Выполнил студент группы

Проверил ---- кафедры «Теория электрических цепей»

Москва 202

Предварительный расчет

1.1 Для всех схем принять параметры входных сигналов:

а) u₁(t) - синусоидальное входное напряжение u₁(t) = U_m sin(2πft)

где U_m=1 В – амплитуда входного напряжения;

f = 2 кГц – частота входного напряжения;

мс – время.

Рисунок 1 – Графики входных и выходных сигналов интегрирующей цепи при синусоидальном воздействии.

Рисунок 2 – Графики входных и выходных сигналов дифференцирующей цепи при синусоидальном воздействии.

б) u₁(t) - прямоугольное входное напряжение

VZERO = –1 – минимальное значение, В; VONE = 1 – максимальное значение, В; Р1 = 0 – начало переднего фронта, с; Р2 = 0 –начало плоской вершины импульса, с; Р3 = 0.25e-3 – конец плоской вершины импульса, с; Р4 = 0.25e-3 – момент достижения уровня VZERO, с; P5 = 0.5e-3 – период следования импульсов, с.

Рисунок 3 – Графики входных и выходных сигналов интегрирующей цепи при прямоугольном воздействии.

Рисунок 4 – Графики входных и выходных сигналов дифференцирующей цепи при прямоугольном воздействии.

в) u₁(t) - треугольное входное напряжение;

VZERO = -1, VONE = 1, P1 = 0, P2 = 0.25e-3, P3 = 0.25e-3, P4 = 0.5e-3, P5 = 0.5e-3.

Рисунок 5 – Графики входных и выходных сигналов интегрирующей цепи при треугольном воздействии.

Рисунок 6 – Графики входных и выходных сигналов дифференцирующей цепи при треугольном воздействии.

1.2 Для активной интегрирующей цепи рис.7 рассчитать и построить совместные графики входных и выходных сигналов при С = 100 нФ, R = 1 кОм.

Рисунок 7 – Активная интегрирующая цепь.

Рисунок 8 – Графики входных и выходных сигналов активной интегрирующей цепи при синусоидальном воздействии.

Рисунок 9 – Графики входных и выходных сигналов активной интегрирующей цепи при прямоугольном воздействии.

Рисунок 10 – Графики входных и выходных сигналов активной интегрирующей цепи при треугольном воздействии.

Для активной дифференцирующей цепи рис.11 рассчитать и построить совместные графики входных и выходных сигналов при С = 100 нФ, R = 1 кОм.

Рисунок 11 – Активная дифференцирующая цепь.

Рисунок 12 – Графики входных и выходных сигналов активной дифференцирующей цепи при синусоидальном воздействии.

Рисунок 13 – Графики входных и выходных сигналов активной дифференцирующей цепи при прямоугольном воздействии.

Рисунок 14 – Графики входных и выходных сигналов активной дифференцирующей цепи при треугольном воздействии.

Контрольные вопросы

1. Какие цепи являются интегрирующими? Приведите пример.

Интегрирующие цепи – это электрические цепи, выходное напряжение которых пропорционально интегралу от входного напряжения по времени.

Пример: RC-цепь, в которой вход подключен к резистору, а выход к конденсатору.

2. Какие цепи являются дифференцирующими? Приведите пример.

Дифференцирующие цепи – это электрические цепи, выходное напряжение которых пропорционально производной от входного напряжения по времени.

Пример: RC-цепь, в которой входной сигнал подается на один из контактов конденсатора, а выходное напряжение снимается через резистор.

3. В каких случаях применяются интегрирующие цепи?

• Выделение низкочастотной составляющей для сглаживания быстрых скачков входного напряжения.

• Преобразование импульсов, модулированных по длительности, в импульсы, модулированные по амплитуде.

• Подавление коротких импульсных помех.

4. В каких случаях применяются дифференцирующие цепи?

• Формирование запускающих импульсов для управления работой ряда устройств импульсной техники. 

• Преобразование одного вида импульсов в другой (например, прямоугольного в треугольный).

• Выполнение математической операции дифференцирования для устройств вычислительной техники, аппаратуры авторегулирования.

5. Нарисуйте схему интегратора на ОУ и выведите его передаточную функцию H.

Рисунок 15 – Схема интегратора на ОУ

6. Нарисуйте схему дифференциатора на ОУ и выведите его передаточную функцию H.

Рисунок 16 – Схема дифференциатора на ОУ