Электронная техника. Многоканальные телекоммуникационные системы. Практикум для СПО

По результатам исследований рассчитать динамический диапазон усилителя Dус, показать на графике АХ Uвх.мин — наименьшую и Uвх.макс — наибольшую амплитуды входного сигнала, при которых усиление практически линейное, как на рис. 7.4.

Контрольные вопросы

1.Назовите параметры и характеристики, определяющие основные свойства усилителей.

2.Запишите математические выражения, определяющие основные параметры усилителей.

3.Поясните графики характеристик усилителей.

Литература

1.Кузовкин, В.А. Электротехника и электроника : учебник для СПО / В.А. Кузовкин, В.В. Филатов. — Люберцы : Юрайт, 2016. — 431 c.

2.Миленина, С.А. Электротехника, электроника и схемотехника : учебник

ипрактикум для СПО / С.А. Миленина, Н.К. Миленин. — Люберцы : Юрайт,

2016. — 399 c.

3.Синдеев, Ю.Г. Электротехника с основами электроники : учебное пособие для профессиональных училищ, лицеев и колледжей / Ю.Г. Синдеев. — Ро- стов-на-Дону : Феникс, 2013. — 407 c.

4. Программный пакет по лабораторным работам по электротехнике и электронике «Work bench» (интернет-ресурс — бесплатная версия).

54

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ

1. Цель работы:

–экспериментальное исследование частотных характеристик ARC-фильтров первого порядка;

–экспериментальное исследование амплитудно-частотных характеристик ARC-фильтров второго порядка.

Задание на подготовку к лабораторной работе:

–ознакомиться с руководством к лабораторной работе;

–выполнить предварительный расчет согласно варианту задания (табл. 8.1): а) амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик (АЧХ и ФЧХ)

ARC-фильтра первого порядка и построить их графики;

б) амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) ARC-фильтров нижних частот второго порядка и построить их графики;

в) амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик полосового ARC-фильтра и построить графики.

Таблица 8.1

Варианты заданий для предварительного расчета и исследований

в среде Electronics Workbench. Схемы исследований содержат источник переменного напряжения, резисторы, конденсаторы, операционный усилитель, бо- де-плоттер, вольтметры. Боде-плоттер используется для определения ампли- тудно-частотных и фазочастотных характеристик.

3. Задание на исследование:

1)исследовать амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) ARC-фильтра нижних частот первого порядка и построить их графики;

2)исследовать амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) ARC-фильтра нижних частот второго порядка и построить их графики;

3)исследовать амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) ARC-фильтра верхних частот второго порядка и построить их графики;

4)исследовать амплитудно-частотные характеристики полосового ARCфильтра и построить графики.

4. Порядок проведения исследований.

4.1 Исследование частотных характеристик ARC-фильтра нижних частот первого порядка:

1) собрать схему электрической цепи (рис. 8.1);

56

Рис. 8.1. Схема исследования частотных характеристик ARCфильтра нижних частот первого порядка

2) установить заданные согласно варианту величины сопротивления резисторов R1, R2 и емкости конденсатора С2, значение ЭДС источника Е = 1 В

ичастоты f = 1 Гц.

3)после завершения установки всех параметров схемы кнопку — «0-1» перевести в положение 1 — «Включено». По завершении автоматических

расчетов кнопку перевести в положение 0 — «Выключено». Показания вольтметров занести в таблицу результатов исследований (табл. 8.2);

Таблица 8.2

Результаты исследований ARCфильтра нижних частот первого порядка

5)изменяя частоту f источника согласно табл. 8.2 выполнить п. 3;

6)по результатам исследований построить график АЧХ фильтра;

7)к боде-плоттеру подвести курсор и двойным нажатием левой кнопки «мыши» активизировать его. Переключатели на панели «VERTICAL» перевести в положение «LIN», в окне F установить значение 1, в окне I установить значение 0. Переключатели на панели «HORIZONTAL» перевести в положение «LIN», в окне F установить значение 1 kHz, в окне I установить значение 1 Hz.

57

8) полученную АЧХ на экране боде-плоттера сравнить с расчетной. Сделать вывод. Перемещая курсором визир по экрану, с помощью боде-плоттера определить граничную частоту и сравнить с расчетной. Сделать вывод.

4.2. Исследование частотных характеристик ARC-фильтра нижних частот второго порядка:

1) собрать схему электрической цепи (рис. 8.2);

Рис. 8.2. Схема исследования частотных характеристик ARCфильтра нижних частот второго порядка

2) установить заданные согласно варианту величины сопротивления резисторов R1, R2 и емкости конденсаторов С1, С2, значение ЭДС источника Е = 1 В и частоты f = 1 Гц.

3) после завершения установки всех параметров схемы кнопку — «0-1» перевести в положение 1 — «Включено». По завершении автоматических расчетов кнопку перевести в положение 0 — «Выключено». Показания вольтметров занести в таблицу расчетных и экспериментальных данных (табл. 8.3);

Таблица 8.3

Результаты исследований ARCфильтра нижних частот второго порядка

Таблица 8.4

Результаты исследований ARCфильтра верхних частот второго порядка

5)изменяя частоту f источника согласно табл. 8.4 выполнить п. 3;

6)по результатам исследований построить график АЧХ фильтра;

7)к боде-плоттеру подвести курсор и двойным нажатием левой кнопки «мыши» активизировать его. Переключатели на панели «VERTICAL» перевести в положение «LIN», в окне F установить значение 5, в окне I установить значение 0. Переключатели на панели «HORIZONTAL» перевести в положение «LIN», в окне F установить значение 1 kHz, в окне I установить значение 1 Hz;

8)полученную АЧХ на экране боде-плоттера сравнить с расчетной. Сделать вывод. Перемещая курсором визир по экрану, с помощью боде-плоттера определить частоту m , при которой АЧХ достигает максимального значения

Hm и сравнить с расчетной. Сделать вывод.

4.4. Исследование частотных характеристик полосового фильтра: 1) собрать схему электрической цепи (рис. 8.4);

Рис. 8.4. Схема исследования частотных характеристик полосового звена

60