Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет технической кибернетики

Кафедра измерительных информационных технологий

Утверждено

на заседании кафедры ИИТ

протокол № 3

от «10» ноября 2009 г.

Виртуальная лабораторная работа № 21 Полосовые усилители охранных извещателей с макетированием в пакете Electronics Workbench

Санкт-Петербург

2009 г.

УДК________________________

Составители: проф. Сидорин Ю.С.

Рассмотрены полосовые усилители охранных извещателей, принципы их расчетов и методы виртуального моделирования с применением пакета Electronics WorkBench. Обращено внимание на особенность усилителей, а именно возможность их применения только при однополярном питании.

Работа предназначена для студентов специальности 090104 "Комплексная защита объектов информатизации", а также для студентов других электрорадиотехнических специальностей.

Автор работы выражает благодарность инженеру Кожевниковой М.Н. за набор и коррекцию текста.

Цель работы

Целью лабораторной работы является изучение принципов работы полосовых усилителей охранных извещателей, умение рассчитывать усилители с последующим моделированием в пакете Electronics WorkBench.

Программа работы

1. Изучить принцип и особенности работы активных полосовых усилителей

охранных извещателей.

2. Рассчитать активные полосовые фильтры.

2.1. Рассчитать широкополосный полосовой усилитель (Рис.21.1).

а) Рассчитать элементы усилителя: сопротивление R₂, емкости С₁, С₂ для получения определенного коэффициента усиления в области средних частот (K_сч задается в соответствии с таблицей 21.1) при нижней частоте f_н = 0,1 Гц и верхней частоте f_в = 2 Гц при сопротивлении R₁ = 10 кОм

б) Определить скорость нарастания и спада ЛАЧХ

в) Определить значение напряжения дополнительного источника питания для обеспечения работоспособности каскада при Е = 12 В

2.2. Рассчитать узкополосный усилитель (Рис.21.2)

а) Рассчитать сопротивления R₁, R₂, R₃ для получения резонансной частоты f_р = 30 кГц, коэффициента усиления на резонансной частоте (К_Р - задается в соответствии с таблицей 21.1) и полосы пропускания 2 кГц при ёмкости С = 1 нФ. Доказать, что ёмкость С = 1мкФ задавать нельзя. Выбрать тип ОУ

б) Определить скорость нарастания и спада ЛАЧХ

в) Определить напряжение дополнительного источника питания для обеспечения работоспособности каскада

3. Экспериментально исследовать полосовые усилители в пакете Electronics

WorkBench

3.1. Собрать модель широкополосного усилителя; снять его амплитудную, амплитудно-частотную и фазовую характеристики. Заполнить таблицу 21.2

3.2. Собрать модель узкополосного усилителя; снять его амплитудную, амплитудно-частотную и фазовую характеристики. Заполнить таблицу 21.3

3.3. Сравнить ожидаемые и полученные значения коэффициентов усиления, полос пропускания, нижней и верхней частот полосы пропускания. Определить погрешность полученных значений. Оценить возможность реализации схем при наличии реальных элементов, имеющих определённый разброс номиналов, например, при изменении сопротивления R1 обеих схем на 10 %. Заполнить таблицу 21.2 и 21.3

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ