Материал: Методические указания к лабораторным работам № 10-13 по дисциплине Основы теории цепей. Останков А.В

Для частоты колебаний 0.1 fгр определить длительность входных прямоугольных импульсов и сравнить её с постоянной времени цепи ц. Сделать вывод о соотношении и ц, обеспечивающем наилучшее дифференцирование.

Для частоты колебаний 0.1 fгр оценить практическую ширину спектра входной импульсной последовательности как Шf = 2/ , где длительность импульсов. Сравнить ширину спектра Шf с нижней граничной частотой полосы пропускания цепи fгр. Сделать вывод о том, какой участок АЧХ цепи должен приходиться на частόты дифференцируемого колебания.

2. Исследование интегрирующей цепи

Ключ, управляемый клавишей "Пробел", перевести в нижнее положение. Зарисовать в отчёт схему интегрирующей цепи. Указать на схеме в отчёте параметры её элементов.

Рассчитать постоянную времени интегрирующей цепиц =R2 C2 и указать её величину в отчёте.

2.1.Снять АЧХ и ФЧХ интегрирующей цепи. Для этого перевести генератор на входе цепи в режим формирования гармонических колебаний амплитудой 1 В и измерить частотные характеристики, активировав команду "AC Frequency..." меню

"Analysis".

Зарисовать в отчёт АЧХ и ФЧХ интегрирующей цепи. Сравнить полученные характеристики с характеристиками идеальной интегрирующей цепи. Сделать вывод. Определить по графику АЧХ верхнюю граничную частоту полосы пропускания fгр – частоту, на которой АЧХ принимает значение 0.707 от максимального, и указать её значение в отчёте.

2.2.Исследовать прохождение через интегрирующую цепь прямоугольных импульсов. Перевести генератор в режим формирования прямоугольных импульсов скважности 2. Установить частоту импульсной последовательности, равную верхней граничной частоте fгр полосы пропускания интегрирующей

9

цепи. Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжений в пределах одного периода.

Установить частоту генератора, равную 10 fгр, повторить исследование, сравнить временные диаграммы выходных сигналов. Сделать вывод о зависимости качества интегрирования входного колебания от его основной частоты.

Для частоты 10 fгр определить длительность импульсов и сравнить её с постоянной времени интегрирующей цепи ц. Сделать вывод о соотношении и ц, необходимом для наилучшего интегрирования входного колебания.

Для этой же частоты 10 fгр оценить ширину спектра входной импульсной последовательности. Сравнить её с верхней граничной частотой полосы пропускания цепи. Уяснить, какой участок АЧХ цепи должен приходиться на частоты входного сигнала для его наилучшего интегрирования.

Контрольные вопросы к защите работы

1.Какую цепь принято называть дифференцирующей? Какими АЧХ и ФЧХ должна обладать идеальная дифференцирующая цепь? Почему цепь с такими характеристиками не может быть физически реализуема?

2.Какую цепь принято называть интегрирующей? Какими АЧХ и ФЧХ должна обладать идеальная интегрирующая цепь? Почему идеальная интегрирующая цепь не может быть физически реализуема?

3.При каких условиях, накладываемых на постоянную времени и граничную частоту полосы пропускания, RC-цепь со съёмом напряжения с сопротивления обеспечивает наиболее качественное дифференцирование входного колебания дли-

тельности ?

4. При каких условиях, накладываемых на постоянную времени и граничную частоту полосы пропускания, RC-цепь со съёмом напряжения с ёмкости обеспечивает наиболее качественное интегрирование входного колебания длительности ?

10

5.На вход RC-цепи (R=1кОм,C=1нФ) со съёмом напряжения с сопротивления поступает прямоугольный импульс. Какой величины должна быть длительность такого импульса для обеспечения его качественного дифференцирования?

6.На вход RC-цепи (R=1 кОм) со съёмом напряжения с емкости поступает треугольный импульс длительностью 1 мкс. Какой величины должна быть ёмкость цепи для обеспечения качественного интегрирования такого импульса?

7.При каких условиях цепь с комплексным коэффициен-

том передачи K( ) K0 (1 j 1)/(1 j 2) пригодна для дифференцирования импульсов? интегрирования импульсов?

8. Какие из цепей, представленных в табл. 3, способны дифференцировать импульсные колебания большой длительности? Какие цепи могут быть использованы для интегрирования малых по длительности колебаний? Ответ обоснуйте.

Таблица 3 Линейные цепи для преобразования импульсных процессов

Литература: [1, с.150-154;166]; [3, с.349-351].

11

Лабораторная работа №12

ЛИНЕЙНЫЕ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Цель работы – освоение методики расчёта и экспериментального определения первичных параметров линейных четырёхполюсников и их соединений.

Задания и указания по их выполнению

Загрузить схемный файл в соответствии с табл. 4. Установить по табл. 5 для заданного номера варианта значения параметров элементов 1-го и 2-го четырёхполюсников.

ВсхемеустановкивольтметрV1 и амперметр A1 измеряют напряжение и ток со стороны клемм 1-1′, а вольтметр V2 и амперметр A2 – со стороны клемм 2-2′ четырёхполюсника. Ключи S1 и S2 помимо выбора приборов обеспечивают или режим холостого хода (в левом положении), или короткого замыкания (в правом положении) клемм 1, 1′ и 2, 2′ соответственно, поскольку внутренние сопротивления вольтметров велики, а сопротивления амперметров малы по сравнению с сопротивлениями четырёхполюсников.

Спаренный ключ S3 осуществляет выбор той пары клемм четырёхполюсника (входной или выходной), к которой необходимо подключить генератор сигналов. Амперметр A3 измеряет входной ток четырёхполюсника со стороны тех клемм, к которым подключен генератор.

Таблица 4 Наименование загружаемого схемного файла