2. Лабораторные работы по электронике на эвм

Общие сведения о программах и их загрузке

Для выполнения шести компьютерных работ по электронике студентам предлагается использовать программный пакет OrCAD версии 10.5. При этом, помимо изучения информационно-измерительной техники и электроники, студенты параллельно ознакомятся с современными средствами схемотехнического моделирования, что несомненно будет полезным для студентов электротехнических специальностей. Каждая лабораторная работа обеспечивается компьютерной программой выполнения, разработанной на кафедре, что существенно облегчает труд студента во время выполнения работы.

Компьютерная лабораторная работа № 1 исследование интегрирующих и дифференцирующих четырехполюсников

Цель работы: исследование электрических процессов при прохождении импульсных сигналов через дифференцирующие и интегрирующие цепи.

1. Теоретические сведения

Интегрирующей цепью называют четырехполюсник, сигнал на выходе которого пропорционален интегралу от входного сигнала. Операцию, выполняемую интегрирующей цепью, можно записать в виде соотношения

,

где k – коэффициент пропорциональности.

Простейшими интегрирующими элементами можно считать кон­денсатор C или индуктивную катушку L. Наибольшее применение в инженерной практике находит R-C интегрирующая цепь (ИЦ) (рис. 1).

Рис. 1. Интегрирующая R-C цепь

Интегрирующие цепи применяют для выполнения операции интегрирования в аналоговых вычислительных устройствах, сгла­живания пульсаций в цепях питания при наличии импульсных помех, преобразования прямоугольных импульсов в треугольные, расширения импульсов по длительности.

Принцип работы схемы. Принцип работы схемы изложен в описании аналогичной стендовой работы № 1 настоящего практикума, поэтому дублировать текст данного описания нецелесообразно и студентам рекомендуется обратиться к указанному описанию. Для возможности использования R-C цепи в качестве интегрирующей необходимо, чтобы постоянная времени RC была достаточно велика. При интегрировании однополярного импульса произвольной формы длительностью t_и это условие имеет вид

.

Временные диаграммы, иллюстрирующие результат импульсного воздействия на интегрирующую цепь, приведены на рис. 2.

Рис. 2

Дифференцирующей цепью называют четырехполюсник, сигнал на выходе которого имеет значения, пропорциональные в каждый момент времени производной от входного сигнала. Операцию, выполняемую дифференцирующей цепью, можно записать в виде соотношения

,

где k – коэффициент пропорциональности. Наибольшее применение в инженерной практике находит C-R дифференцирующая цепь (ДЦ) (рис. 3).

Рис. 3. Дифференцирующая C-R цепь

Дифференцирующие цепи применяют для выполнения математи­ческой операции дифференцирования в аналоговых вычислительных устройствах; для фазового сдвига гармонических колебаний на угол, близкий к 90°, а также в качестве укорачивающих цепей.

Принцип работы схемы. Принцип работы ДЦ также изложен в упомянутом описании аналогичной стендовой лабораторной работы № 1.

Временные диаграммы, иллюстрирующие результат импульсного воздействия на дифференцирующую цепь, приведены на рис. 4.