Лабораторная работа: Дифференцирующие и интегрирующие цепи
и для t >= tu
. (22)
Если цепь является интегрирующей, то выполняется неравенство t0 >> tu , что позволяет использовать разложение экспоненты в ряд Тейлора.
В результате для выходного напряжения при 0 < t < tu получим:
. (24)
Т.о., выходной сигнал в первом приближении действительно пропорционален интегралу от входного (рис.5).
Практическая часть.
Задание 1: Получить амплитудно-частотную и фазово-частотную характеристики RC-цепочки. Построить графики.
1) С = 0,05 мкФ; R = 1,5 кОм
Таблица для графиков:
| f,Гц*103 | 0,9 | 1,5 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 11 | 13 | 16 | 20 |
| K | 0,85 | 0,75 | 0,69 | 0,54 | 0,47 | 0,42 | 0,31 | 0,28 | 0,22 | 0,19 | 0,16 | 0,13 | 0,08 |
| Dj,o | 13,4 | 18,1 | 22,0 | 30,0 | 41,8 | 48,6 | 55,5 | 56,4 | 57,8 | 59,0 | 60,1 | 61,6 | 62,8 |
График К(f):
График Dj(f):
2) С = 0,1 мкФ; R = 470 Ом
Таблица для графиков:
| f,Гц*103 | 0,2 | 0,5 | 0,9 | 1,4 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 11 | 13 | 16 | 20 |
| К | 0,98 | 0,97 | 0,95 | 0,87 | 0,81 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,44 | 0,39 | 0,35 | 0,26 | 0,22 | 0,13 | 0,09 |
| Dj,o | 4,3 | 9,22 | 12,9 | 17,1 | 21,9 | 29,2 | 39,9 | 47,3 | 56,2 | 58,4 | 60,4 | 63,7 | 66,9 | 69,3 | 72,5 |
График К(f):
График Dj(f):
Видно, что графики для К(f) в обоих случаях совпали с теоретическим. Для графиков Dj(f) наблюдается небольшое различие с теорией, т.к. не удалось достигнуть сдвига фаз p/2.
Задание 2: Провести измерение переходной характеристики RC-цепочки при двух способах её включения, сравнить с теорией.
Были проведены измерения откликов интегрирующей и дифференцирующей цепей на прямоугольный импульс при двух значениях постоянной времени t (см. осциллограммы на миллиметровой бумаге). Вид осциллограмм UC (t) и UR (t) совпадает с рассчитанным в теоретической части отчёта (см. рис. 4,5).
Задание 3: Определить t0 .
Определим величину t0 по наклону касательной к осциллограмме в точке t = 0 (см. прилагаемый рисунок). Тогда значение, отсечённое касательной на оси абсцисс, и будет соответствовать t0 . Видно, что t0 = 0,8*50*10-6 с = 40 мкс.
Вывод: в данной работе мы изучили дифференцирующие и интегрирующие электрические цепи. Были поучены АЧХ и ФЧХ для RC-цепочки, установлены условия дифференцирования и интегрирования. Также был исследован отклик четырёхполюсников на прямоугольный импульс, измерены их переходные характеристики и экспериментально определена величина t0 .
Литература
1. В.Н.Ушаков. ”Основы радиоэлектроники и радиотехнические устройства”. М., «Высшая школа», 1976.
2. Е.И. Манаев. “Основы радиоэлектроники”. М., «Радио и связь», 1985.