12.3.2. Исследование искажений в цепи второго порядка

Аналогично 12.3.1 исследуйте искажения при прохождении прямоугольного импульса длительностью мкс через цепь, схема которой показана на рис. 12.4, б ( мкГн, пФ).

Исследуйте цепь в режиме пошагового изменения сопротивления резистора . При сопротивлении кОм в цепи будет наблюдаться колебательный режим, при сопротивлении кОм критический режим и при кОм апериодический режим. Для выполнения указанных исследований после выбора команды Transient в появившемся окне Transient Analysis Limits задайте режим пошагового изменения (кпопка Stepping) сопротивления . Укажите имя варьируемого параметра и пределы его изменения так, как показано на рис. 12.7:

Step What «R1» имя резистора ;

From «0.1K» начальное значение сопротивления кОм;

To «4K» конечное значение сопротивления кОм;

Step Value «6» шестикратное пошаговое изменение сопротивления.

Рис. 12.7

В окне Method выберите пошаговое изменение сопротивления в логарифмическом масштабе (Log). После этого в поле Stepping (изменять с шагом) нужно выбрать положительный ответ Yes и нажать OK.

Для выполнения режима моделирования с вариацией сопротивления резистора необходимо из окна расчета переходных процессов (Transient Analysis Limits) запустить программу, нажав кнопку Run. При этом следует задать параметры построения графиков так же, как и в 12.3.1.

На основании (12.2) вычислите собственные частоты цепи в каждом из указанных случаев, запишите выражения для переходной характеристики цепи (постоянные интегрирования и не вычисляйте). По графику для случая колебательного режима определите добротность и частоту свободных колебаний в исследуемой цепи (см. лаб. раб. № 3).

12.3.3. Исследование искажений в цепи шестого порядка

Соберите схему, показанную на рис. 12.8 ( мкГн, мкГн, мкГн, пФ, пФ, пФ, кОм).

Рис. 12.8

Снимите осциллограммы напряжений на входе и выходе цепи при длительности сигналов прямоугольной формы на входе 2 и 10 мкс.

Исследуйте амплитудный спектр входного сигнала при мкс и частотные характеристики цепи в диапазоне частот от 100 Гц до 600 кГц. Для этого в меню Analysis выберите команду AC. На экране появится окно AC Analysis Limits, в котором задайте параметры построения требуемых графиков так, как показано на рис. 12.9:

Fregutncy Range «600kHz, 100Hz» – интервал частот (0,1…600 кГц) в логарифмическом масштабе (Log);

Number of Points «500» – количество точек;

P – номера окон «1», «2», в которых будут построены графики АЧХ, ФЧХ и амплитудный спектр при длительности импульса 10 мкс;

X Expression «f» – аргумент функции;

Y Expression «V(Out)/V(In), abs(2*sin(0.5*2*3.14*f*10u))/(2*3.14*f*10u), ph(V(Out)» – формулы расчета АЧХ, амплитудного спектра и ФЧХ;

X Range «600kHz,100Hz» – интервал отображения аргумента по оси X;

Y Range «1.1,0,0.1», «50,-500,100» – интервалы отображения функций АЧХ, амплитудного спектра и ФЧХ.

Рис. 12.9

Запустите построение, нажав кнопку Run. Снимите АЧХ и ФЧХ цепи в диапазоне частот от 100 Гц до 600 кГц с шагом 50 кГц. Для этого щелкните левой кнопкой мыши по пиктограмме Peak в командной строке. Передвигая с помощью мыши маркер по графикам АЧХ и ФЧХ, снимите указанные в окне маркера частоту и значения характеристик. Определите полосу пропускания фильтра, установив маркер на уровне . При измерениях зафиксируйте ширину спектра входного сигнала по границе его первого «лепестка» и значения ФЧХ на границе полосы пропускания цепи. Результаты измерений занесите в табл. 12.2. В таблицу также внесите результаты расчета затухания цепи по формуле: .

Таблица 12.2

Наблюдают			Вычисляют
f , кГц			, дБ

По результатам наблюдений постройте график АЧХ и, используя (12.5) и (12.6), графики амплитудных спектров входных сигналов (вычисления проведите только для и ).

Определите полосу пропускания цепи согласно (12.4) и ширину спектра согласно (12.6) для каждого из входных импульсов. Сопоставляя и согласно (12.7), оцените ожидаемую степень искажений.