3.2. Режим переменного тока

3.2.1. Замените в схеме источник напряжения G1 на функциональный генератор (рис.1,b), установив на нём частоту синусоидального сигнала 1 кГц, амплитуду 1 В и постоянную составляющую напряжения 10 В.

3.2.2. Измерьте значения постоянной составляющей тока в цепи, постоянное напряжение на выходе генератора и падение напряжения на сопротивлении R2=100 Ом. Переключите миллиамперметр и вольтметр в режим измерения переменного тока и напряжения. Повторите измерения и сравните показания приборов с параметрами входного напряжения. Какие параметры тока и напряжения отображаются на шкале миллиамперметра и вольтметра в режиме измерения переменного напряжения?

3.2.3. Измените форму сигнала на треугольную, а затем на прямоугольную. Запишите показания вольтметра, измеряющего переменное напряжение на выходе генератора при трёх различных формах сигнала. Подумайте над полученными результатами (воспользуйтесь пособиями [3 и 4].

3.3. Исследование схемы с помощью осциллографа

3.3.1. Соберите схему, показанную на рис.2,а.

3.3.2. Установите следующие параметры синусоидального сигнала: частоту 1 кГц, амплитуду 1 В и постоянную составляющую, равную нулю. Настройте осциллограф в режим (Y/T) измерения временных диаграмм при открытых входах (DC) усилителей вертикального отклонения А и В. Установите удобные для исследования значения длительности развёртки и чувствительности каналов А и В вертикального отклонения лучей.

3.3.2. Исследуйте и зарисуйте в отчёт с соблюдением масштабов временные диаграммы входного и выходного напряжений. Измерьте максимальные, минимальные значения и амплитуды входного и выходного напряжений. При измерениях удобно использовать развёрнутое изображение экрана осциллографа и визирные линии. Обратите внимание на изменение формы напряжения, вызванное наличием нелинейного элемента в схеме. Такое изменение формы называют нелинейным искажением.

Рис.2. Схемы исследования временных диаграмм, передаточных и частотных характеристик

3.3.3. Переключите осциллограф в режим измерения зависимости выходного напряжения от входного (режим исследования передаточной характеристики по напряжению). Сверните изображение осциллографа на экране компьютера и постройте зависимость U_ВЫХ=f(U_ВХ).

3.3.4. Установите на генераторе постоянную составляющую напряжения U₀=-1 В и амплитуду U_m=0,3 В. Переключите осциллограф в режим исследования временных диаграмм, подготовьте в отчёте по лабораторной работе оси координат, нанести на них масштаб и зарисуйте временные диаграммы входного и выходного напряжений. Сравните амплитуды и средние значения (постоянные составляющие) входного и выходного напряжений. Велики ли нелинейные искажения выходного напряжения при этом эксперименте? Для большей наглядности замените синусоидальный сигнал на треугольный и переключите усилители вертикального отклонения каналов А и В осциллографа в режим (АС) измерения только переменных составляющих напряжения. Такие входы осциллографа называют закрытыми. Обобщите полученные результаты исследований и попробуйте сформулировать характер полученного преобразования напряжений (воспользуйтесь пособием [3, раздел 1.3]). Исследованную схему при U_m<<U₀ часто используют в цепях сдвига уровня, передающих переменные составляющие напряжения с незначительными потерями.