III. Порядок выполнения работы

Комплексное входное сопротивление находиться косвенным методом, путем деления комплексного входного напряжения U_вх на комплексный входной токI. С помощью программыMicro-Capрассчитывается модуль и фаза входного сопротивления

Для нагруженной RC-цепи

Где R₂ =320 Ом– сопротивление нагрузки.

Исследуем входные частотные характеристики RC-цепи(рис. 1)

IV. Моделирование схемы.

1. Составление схемы с источником синусоидального напряжения, резистором и конденсатором.

Введите источник синусоидального напряжения V1 (SinSourceв менюWaveform Sourses) с амплитудой

частотой: f = 2 кГц (F=2k)

В

I

ведите в схему землю (Component\Analog Primitives\Connectors\Ground). Введите резистор R1=100 Ом (Component\Analog Primitives\Passive Components\Resistor). Введите конденсатор C1=219 нФ (219n) (Component\Analog Primitives\Passive Components\Capacitor). Соедините элементы проводниками согласно рис. 3

Рис. 3

2. Исследование частотных характеристик rc-цепи.

2.1 Построение зависимости модуля входного сопротивления от частоты.Получите зависимость модуля входного сопротивления.

(MAG(-1*V(V1)/I(V1))) от частоты. Здесь присутствует умножение на -1, так как идущий к источнику ток не совпадает с направление напряжения на этом источнике. В менюAnalysisвыберите командуAC…

В окне Transient Analysis Limitsзадайте следующие параметры:Frequency Range «Linear»-14k,2k– линейный интервал частот (2…14 кГц)

Number of Points – 501- количество точек (501)

X Expression–f – аргумент функции

Y Expression-MAG(-1*V(V1)/I(V1))– формула расчета модуля входного сопротивления.

X Range-14k,2k,1k– интервал отображения аргумента по оси Х и шаг (2…14 кГц с шагом 1 кГц)

Y Range–400k,0– интервал отображения функции по осиY(0…400 Ом)

Запустите построение. Получившийся график занесите в соответствующий раздел отчета. Отметьте на графике величину модуля входного сопротивления при f=f_гр. Для получения точных значений, пользуйтесь сочетанием клавиш <Shift+Ctrl+x>, Полученные данные занесите в табл. 1

2.2 Построение зависимости фазы входного сопротивления от частоты.

Получите зависимость фазы входного сопротивления от частоты

(ph(-1*V(V1)/I(V1)))

Нажмите клавишу F9. На экране появится окноTransient Analysis Limits, в котором измените следующие параметры графика:

Y Expression - ph(-1*V(V1)/I(V1)

Y Range–0,-75,15

Запустите построение. Получившийся график занесите в соответствующий раздел отчета. Отметьте на графике величину модуля входного сопротивления при f=f_гр. Для получения точных значений, пользуйтесь сочетанием клавиш <Shift+Ctrl+x> Полученные данные занесите в табл. 1

2.3 Построение зависимости тока от частоты.

Получите зависимость модуля тока от частоты

| I | (MAG(I(R1)))

Для этого измените следующие параметры построения графика:

Y Expression - MAG(I(R1))

Y Range–10m

Получившийся график занесите в соответствующий раздел отчета. Отметьте на графике величину модуля входного сопротивления при f=f_гр. Для получения точных значений, пользуйтесь сочетанием клавиш <Shift+Ctrl+x>. Полученные данные занесите в табл. 1

2.4 Построение зависимости модуля напряжения на резисторе от частоты

Получите зависимость модуля напряжения на резисторе от частоты

| U_R | (MAG(V(R1)))

Для этого измените следующие параметры построения графика:

Y Expression - MAG(V(R1))

Y Range–1

Получившийся график занесите в соответствующий раздел отчета. Отметьте на графике величину модуля входного сопротивления при f=f_гр. Для получения точных значений, пользуйтесь сочетанием клавиш <Shift+Ctrl+x>. Полученные данные занесите в табл. 1

2.5 Построение зависимости реактивного сопротивления от частоты.

Получите зависимость реактивного сопротивления от частоты

X_C= - Im(Z_вх) (Im(V(V1)/I(V1)))

Для этого измените следующие параметры построения графика:

Y Expression - Im(V(V1)/I(V1))

Y Range – 400,0,100

Получившийся график занесите в соответствующий раздел отчета. Отметьте на графике величину модуля входного сопротивления при f=f_гр. Для получения точных значений, пользуйтесь сочетанием клавиш <Shift+Ctrl+x>. Полученные данные занесите в табл. 1

3 Исследование частотных характеристик нагруженной RC-цепи

3.1 Построение зависимости модуля входного сопротивления от частоты.

Вернитесь к исходной схеме рис. 3 и введите параллельно конденсатору включите сопротивление нагрузки R2=320Ом как на рис. 2.

Получите зависимость модуля входного сопротивления нагруженной RC-цепиот частоты.

| Z_вх | = | U_вх/I | (MAG(-1*V(V1)/I(V1)))

Для этого в меню Analysisвыберите командуAC…и в окнеAC Analysis Limitsзадайте параметры построения графика:

Y Expression - MAG(-1*V(V1)/I(V1))

X Range - 14k,2k,1k

Y Range - 400,0

Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. На графике отметьте асимптоту при увеличении частоты.