- •Избирательные усилители
- •220700.62 – Автоматизация технологических процессов и производств,
- •221000.62 – Мехатроника и робототехника
- •2.2. Критерии классификации избирательных усилителей
- •2.3. Структурные схемы избирательных усилителей
- •2.4. Основные параметры и характеристики избирательныхусилителей
- •2.5. Принципы построения избирательных усилителей Избирательные lc-усилители
- •Избирательные rc-усилители
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Расчётная часть лабораторной работы Повторитель напряжения с режекторным фильтром в виде двойного т-образного моста
- •ИзбирательныйRc-усилитель на операционном усилителе с двойным т-образным мостом в цепи обратной связи
- •ИзбирательныйRc-усилитель на операционном усилителес многопетлевой обратной связью
- •3.2. Экспериментальная часть лабораторной работы
- •Повторитель напряжения с режекторным фильтром в виде двойного т-образного моста
- •ИзбирательныйRc-усилитель на операционном усилителе с двойным т-образным мостом в цепи обратной связи
- •ИзбирательныйRc-усилитель на операционном усилителес многопетлевой обратной связью
- •5. Содержание отчёта олабораторной работе
- •6. Контрольные вопросы к лабораторной работе
- •Частотные характеристики двойного т-образного моста
- •Основные параметры и характеристики операционного усилителя
- •Частотные характеристики избирательногоRc-усилителя на операционном усилителе с многопетлевой обратной связью
- •Измерение сдвига фаз двухлучевым осциллографом
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Избирательные усилители
- •220400.62 – Управление в технических системах,
- •220700.62 – Автоматизация технологических процессов и производств,
- •221000 – Мехатроника и робототехника
- •308012, Г. Белгород, Костюкова, 46
Частотные характеристики избирательногоRc-усилителя на операционном усилителе с многопетлевой обратной связью
Длярасчёта цепи многопетлевойобратной связи избирательного усилителя (рис.30)можно использовать метод узловых потенциалов. Он особенно удобен для часто встречающегося на практике случая, когда в схеме всего два узла, причём число параллельных ветвей может быть сколь угодно большим. Этот частный случай, известный в расчётной практике под названием метода двух узлов, сводится к решению одного уравнения с одним неизвестным.
Рис.30. Узловые потенциалы и токи ветвей в цепи многопетлевой обратной связи избирательного усилителя
По первому закону Кирхгофа при выбранных положительных направлениях токов для узла справедливосоотношение токов следующего вида:
. (18)
В узле токи сходятсяи, следовательно
. (19)
Каждый из вышеперечисленных токов в ветвях можно выразитьчерез напряженияследующим образом:
, , , , . (20)
Соотношения токов (18) и (19) совместно образуют систему уравнений узловых потенциалов.
Выразив из уравнения (19) ток и подставив его в уравнение (18) получим:
. (21)
Подставив в уравнение (21) токи, выраженные через напряжения (20), соотношение приобретёт следующий вид:
, (22)
где напряжениена конденсаторе (разность потенциалов ) определяется следующим образом
. (23)
После соответствующих преобразований определяется выражение для коэффициента передачи фильтра:
. (24)
Данное выражение позволяет определить амплитудно-частотную характеристику и фазочастотную характеристику избирательного усилителя.
Амплитудно-частотная характеристикаизбирательного усилителя с многопетлевой обратной связьюимеет следующий вид:
. (25)
Фазочастотная характеристикаизбирательного усилителя с многопетлевой обратной связью выглядит следующим образом:
. (26)
Квазирезонансная частота. Для выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы на определённой частоте фазовое смещение выходного сигнала относительно входного отсутствовало, то есть . Таким образом, при выполнении этого условия из выражения (26) следует:
. (27)
После арифметических преобразований получаем окончательный вид формулы для вычисления квазирезонансной частоты избирательного усилителяс многопетлевой обратной связью:
. (28)
Приложение 4
Измерение сдвига фаз двухлучевым осциллографом
Сдвиг фаз – это разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой. Сдвиг фаз может измеряться в градусах, радианах или долях периода.
Измерения осциллографом производятся визуально, и их погрешность получается довольно высокой. При измерении сдвига фаз погрешность может достигать 5%.
Для минимизации погрешности, изображения выводимых сигналов должны иметь размер 80 90% от размеров экрана осциллографа. Наибольшая точность измерений получается, если растянуть период сигнала на весь экран осциллографа.
Прежде, чем измерять величину сдвига фаз, необходимо определить, какой из сигналов ( или ) опережает, а какой отстаёт. От этого зависит знак угла сдвига фаз .
На рис.31 выходной сигнал отстаёт – начало его периода (точка Б) расположено позже, чем начало периода входного сигнала (точка А). Этой ситуации соответствуют положительные значения угла сдвига фаз .
Рис.31. Положительное значение угла сдвига фаз
На рис.32 выходной сигнал опережает входной. Угол сдвига фаз при этом отрицателен .
Рис.32. Отрицательное значение угла сдвига фаз
Модуль угла сдвига фаз это расстояние между началами или между концами периода (положительного полупериода) сигналов в делениях сетки экрана осциллографа. Далее значение модуля находится из пропорции, учитывая, что один полный период любого колебания равен 360 градусов (или ):
, (29)
где - число делений сетки между началами периодов, - число делений сетки, занимаемых одним периодом сигнала (рис.33).
Рис.33. Параметры для вычисления модуля сдвига фаз