Лабораторна робота № 1 Дослідження режекторного фільтра

  Мета роботи: Зняття і аналіз амплітудно-частотної (АЧХ) і фазо-частотної характеристик (ФЧХ) режекторного фільтра.

Питання для самопідготовки:

1. Що таке електричний фільтр?

2. Як поділяються електричні фільтри залежно від складу , що входять до них компонентів?

3. Що таке смуга пропускання фільтра?

4. Що таке смуга загасання фільтра?

5. Як поділяються електричні фільтри залежно від смуги пропускання?

6. Намалюйте АЧХ ідеальних і реальних електричних фільтрів.

7. Поясніть різницю між пасивними і активними фільтрами?

8. Намалюйте схеми пасивних фільтрів для діапазону частот від 0 до 20 кГц. За якими формулами визначається гранична частота або частота квазірезонанса таких фільтрів?

9. Намалюйте схеми пасивних фільтрів для діапазону частот від 200 до 20 000 кГц. За якими формулами визначається гранична частота або частота квазірезонанса таких фільтрів?

10. У яких випадках застосовуються п'єзоелектричні фільтри?

11. Що таке прямий і зворотний п'єзоелектричний ефекти?

12. Розрахуйте частоту квазірезонанса подвійного Т- образного моста, якщо С = 4,7мкФ, а R = [Ваш номер по журналу] Ом.

Порядок выполнения работы

1. Зібрати схему дослідження режекторного фільтра, зображену на малюнку 16. Малюнок 16 - Схема для дослідження подвійного Т-образного моста

Малюнок 17 - АЧХ і ФЧХ розглянутого фільтра

2. Підвести курсор до точки 1. У рядку стану (у нижній частині екрана) з'явиться напис «Connector:Node Х». Число Х (номер вузла) необхідно запам'ятати для використання в подальших дослідженнях.

3 . У меню Аналіз (Analysis) вибрати пункт AC Frequency.

4. У діалоговому вікні, в списку «Nodes in circuit» вибрати число Х і натиснути кнопку Add. Тепер вимірювання будуть проводитися у зазначеній точці. Далі слід встановити початкову частоту FSTART (для даної схеми - 500 Гц) і кінцеву частоту FSTOP (5кГц) для завдання діапазону зміни частоти і кількість вимірювань (Number of points) - наприклад 10000 . Встановити також тип проекції «Лінійна » (linear) .

5. Натиснути кнопку Імітувати (Simulate). Результат аналізу показаний на малюнку 17.

6. Розрахувати фільтр з частотою квазірезонанса, відповідної вашому варіанту (пропонується викладачем).

7. Встановити в схемі (Малюнок 16) номінали елементів, отримані при розрахунку, і провести дослідження по розглянутому зразком.

8. Зробити висновок.

 

Лабораторна робота № 2 Дослідження інтегруючих і дифференцирующих ланцюгів

 Мета роботи: Побудова схем і вивчення принципу роботи інтегруючих і дифференцирующих ланцюгів .

Питання для самопідготовки

1 . Розкажіть про призначення та елементному складі времязадающіх ланцюгів?

2 . У яких випадках застосовуються дифференцирующие ланцюга?

3 . Намалюйте схему диференціюються ланцюга і поясніть принцип її роботи .

4 . Запишіть формулу для визначення постійної часу.

5 . Які параметри вихідного сигналу залежать від постійної часу?

6 . За яких умов дана ланцюг є дифференцирующей?

7 . У якому випадку припинитися операція диференціювання і ланцюг стане розділової?

8 . Розрахувати номінали компонентів R і С диференціюються ланцюга при подачі на її вхід прямокутного імпульсу тривалістю t_і.вх = ([Ваш номер по журналу ] + 10) мкс. Паразитна ємність на виході ланцюга С_пар = 10 пФ. Внутрішній опір генератора вхідного сигналу R_г = 100 Ом (Малюнок 18).

9 . У яких випадках застосовуються інтегруючі ланцюги?

10 . Намалюйте схему інтегруючого ланцюга і поясніть принцип її роботи .

11 . Розрахуйте амплітуду вихідного сигналу інтегруючого ланцюга при подачі на його вхід прямокутного імпульсу з амплітудою Е = 10 В і тривалістю tі.вх = 100 мкс. R1 = 56 кОм, С = 0,02 мкФ , Опір генератора вхідного сигналу - 120 Ом. Як змінитися амплітуда вхідного сигналу при підключенні навантаження R_н = 5,6 кОм.

12. Намалюйте схеми інтегратора і дифференциатора на ОУ і поясніть їх принцип роботи.

Порядок виконання роботи:

1. Зібрати схему диференціюючого ланцюга, зображену на малюнку 18.

Малюнок 18 - Схема для дослідження диференціюючого RC-ланцюга

2. Встановити номінали елементів диференціюючого ланцюга відповідно до ре-док розрахунків (пункт 8 питань для самопідготовки).

3. Налаштувати функціональний генератор відповідно з малюнком 19. Частота 50 кГц відповідає тривалості імпульсу 10 мкс при коефіцієнті заповнення 50%.

Розрахувати частоту для тривалості імпульсу вашого завдання і задати параметри вхідного сигналу.

Малюнок 19 - Установка параметрів вихідного сигналу функціонального генератора

4. Увімкніть схему.

5. Розгорнути і налаштувати осцилограф, змінюючи чутливість і тривалість розгортки. Спостерігати вхідний сигнал і результат його обробки диференціюючим ланцюгом (малюнок 20).

6. Використовуючи свідчення осцилографа розрахувати параметри вихідного імпульсного сигналу.

7. Змінюючи параметри елементів простежити за змінами вихідного сигналу.

Малюнок 20 - Осцилограми вхідного і вихідного напруги

8. Зібрати схему інтегруючого ланцюга, зображену на малюнку 21.

Рисунок 21 - Схема для дослідження інтегруючого RC-ланцюга

9. Налаштувати функціональний генератор відповідно з малюнком 22.

Малюнок 22 - Установка параметрів вихідного сигналу функціонального генератора.

10. Встановити параметри семи відповідно до пункту 11 питань для самопідготовки.

11. Увімкніть схему.

12. Розгорнути і налаштувати осцилограф, змінюючи чутливість і тривалість розгортки. Спостерігати вхідний сигнал і результат його обробки інтегрує ланцюгом (малюнок 23).

Малюнок 23 - Осцилограми вхідного і вихідного напруги

13. Використовуючи свідчення осцилографа розрахувати параметри вихідного імпульсного сигналу. Порівняти результати з отриманими при вирішенні задачі.

14.Увімкніть в схему резистор навантаження Rн. Провести вимірювання і порівняти результати з отриманими при вирішенні задачі.

15. Змінюючи параметри елементів простежити за змінами вихідного сигналу.

16. Повторіть дослідження для схем, зображених на малюнку 24, самостійно обравши налаштування функціонального генератора.

Малюнок 24 - Інтегратор (а) і диференціатор (б) на операційному підсилювачі

17. Зробити висновок.