Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСТЕТ

Физико-технический факультет

Кафедра вычислительной техники и электроники

Линейные цепи

Издательство Алтайского государственного университета

Барнаул 2008

Составитель: ст.преподаватель В.П. Кандауров

Рецензент: кандидат физ.-мат. наук, ст.пр. В.В. Щербинин

Представлены лабораторные работы №1 - №5 из цикла практикума по курсу «Электроника» для студентов специальности 230101.65 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Данный цикл создан на основании требований программы дисциплины «Электротехника и электроника».

План УМД 2008 г., п. 70 “А”

Подписано в печать 27.12.2007 г. Формат 60Х90/16.

Бумага газетная. Печать офсетная.

Усл. п. л. 0,8. Тираж 50 экз. Заказ .

Типография Алтайского государственного университета:

656099, г. Барнаул, ул. Димитрова, 66

СОДЕРЖАНИЕ

Понятие гармонического анализа…………………………………. . . 4

Прохождение сигналов через линейные цепи……………………. . 5

Характеристики линейной цепи …………………………………… 6

Лабораторная работа №1. Резистивный делитель напряжения… .. 7

Лабораторная работа №2. Фильтр нижних частот (ФНЧ) ……… 10

Лабораторная работа №3. Фильтр верхних частот (ФВЧ)……….. 13

Пассивные колебательные системы ……………………………… 16

Лабораторная работа №4. Параллельный колебательный контур.. . 17

Лабораторная работа №5. Последовательный контур……………. 21

Список литературы……………………………………………… …. 23

Понятие гармонического анализа

Гармонический анализ – это раздел математики, который изучает возможности представления функций в виде тригонометрических рядов и интегралов. Основным понятием в гармоническом анализе является гармоническое колебание, которое математически выглядит следующим образом:

s(t) = A cos (t + )

где А, - амплитуда, круговая частота, начальная фаза колебания.

В гармоническом анализе вводится понятие n – й гармоники - колебания с частотой, в n раз превышающей частоту основного колебания.

s_n(t) = A_n cos (nt +)

Следующим важным понятием является спектр сигнала. Под спектром сигнала понимают совокупность его гармонических составляющих.

Спектральный анализ периодических сигналов

Основа спектрального анализа периодических сигналов – ряд Фурье для периодической функции s(t): практически всякую периодическую функцию s(t) можно представить в виде ряда

s(t) = ,

где

, и,

а Т– период, представляют амплитуды косинусоидальных и синусоидальных гармоник сигнала соответственно. Из этих выражений видно, что спектр периодического сигнала дискретен.

Прохождение сигналов через линейные цепи

Прохождение сигнала через линейную цепь является широко распространенным преобразованием сигнала. При этом часто возникают искажения формы сигнала, что эквивалентно потерям информации содержащейся в сигнале. Эти искажения связаны либо с неодинаковой передачей по амплитуде различных спектральных составляющих сигнала, либо с различным фазовым сдвигом между выходными и входными спектральными компонентами. Так как при этом спектральный состав сигнала не меняется, то такие искажения называются линейными, в противном случае – нелинейными.

Под линейной цепью будем понимать четырехполюсник – устройство имеющее две входных клеммы и две выходных , так как изображено на (Рис.1а),

а

U_вых

U_вх

)

б)

U_вх

U_вых

Рис.1. Условное изображение четырехполюсника.

Либо, если «нуль» схемы является общим для входа и выхода – рисунок 1б.