ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ. Исследование дифференцирующих и интегрирующих цепей

• Название: Исследование дифференцирующих и интегрирующих цепей
• Дата: 15.03.2023
• Размер: 1.86 Mb.
• Имя файла: ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ.doc
• Тип: Исследование; #991844
• страница: 2 из 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

1. Рассчитать сопротивление конденсатора на частоте . (Емкость конденсатора приближенно можно принимать за 1 нФ.)

2. Выбрать сопротивление , имеющееся в магазине, которое в 5 ... 10 раз меньше сопротивления , полученного в п. 1, рассчитать модуль коэффициента передачи на этой частоте.

3. Нарисовать кривые напряжения на выходе дифференцирующей цепи, если входное напряжение имеет форму: а) синусоидальную; б) треугольную; в) пилообразную; г) прямоугольную; д) однополупериодную.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. 
   Собрать цепь, по схеме показанной на рисунке 14.
   

Рисунок 14 – Блок-схема для измерения частотных и фазовых характеристик пассивной дифференцирующей цепи.

2. 
   Установить сопротивление , полученное в п. 2 предварительного расчета (например, R = 10 кОм).
   
3. 
   Подключите приборы к сети.
   
4. 
   Для получения на выходе генератора Г6-43 напряжения, изменяющегося по гармоническому закону, выберите «Режим» « », а «Аттенюатор дБ» установите в положение «0».
   
   5. 
      Вращая ручку «Ампл.» на передней панели генератора установите напряжение U₁ на входе макета 3 В, контролируя напряжение по показаниям вольтметра.
      
   6. 
      Снимите амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики дифференцирующей цепи. Для этого:
      
      1. 
         С помощью ручки «Частота Hz» и кнопочного переключателя «Множитель» на панели генератора Г6-43 задавайте последовательно значения частот: 31,6 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 3,16 кГц, 10 кГц, 31,6 кГц, 100 кГц, 316 кГц, 1 МГц.
         
      2. 
         Каждый раз записывайте показания вольтметров и фазометра на входе и выходе дифференцирующей цепи.
         
      3. 
         Запишите в таблицу 1 значения входного и выходного напряжений и фазы . Вычислите значение модуля коэффициента передачи цепи .
         

Таблица 1 – Пример таблицы зависимостей и .

, Гц		, В	, В
31.6	1.5
100	2.0
316	2.5
……	……..

4. 
   По табличным данным постройте графики и .
   

Исследования дифференцирующей цепи методом переходных характеристик

4. 
   Прохождение гармонического сигнала.
   

1. 
   C помощью регуляторов на генераторе установить частоту 2 кГц.
   
2. 
   Регулятор «TIME/DIV» (ВРЕМЯ/ДЕЛ) на осциллографе установить в положения 0.1 mS. Кривые входного напряжения (т.е. изображения на первом канале) удобно располагать в верхней части экрана, а выходного – в нижней. Убедиться, что кривая выходного напряжения опережает кривую входного примерно на 90° и, следовательно, является ее производной.
   
3. 
   Меняя значения R и C так, чтобы выполнялось одно из условий: , и , зарисовывать кривые на обоих каналах после каждого произведенного эксперимента.
   

4. 
   Прохождение прямоугольных импульсов.
   

1. 
   Для получения на выходе генератора прямоугольных импульсов выберите «Режим» «_|ˉ|_|ˉ».
   
2. 
   Установить: R = 80 Ом ( 10 + 20 + 50 Ом ).
   
3. 
   Увеличьте емкость конденсатора С примерно до 10 нФ. После указанных переключений на входе дифференцирующей цепи будет напряжение прямоугольной формы, а на выходе – короткие импульсы.
   
4. 
   Регулятор «TIME/DIV» (ВРЕМЯ/ДЕЛ) на осциллографе установить в положения 0.1 mS. Зарисовать изображения.
   
5. 
   Параллельно сопротивлению R подключить емкость С_н в 100 нФ. Изображение на втором канале при этом резко ухудшается. Регулятором «VOLTS/DIV» второго канала поддерживать размер изображения примерно одинаковым. Наблюдать за изменением формы выходного напряжения.
   

4. 
   Прохождение сигнала треугольной формы.
   

1. 
   Для получения на выходе генератора Г6-43 напряжение треугольной формы, выберите «Режим» «/\/\».
   
2. 
   Изменять сопротивление R от значения много меньшего до значения много большего, чем емкостное сопротивление , где – частота повторения входного сигнала. Регулятором «VOLTS/DIV» второго канала поддерживать размер изображения примерно одинаковым. Наблюдать за изменением формы выходного напряжения.
   
3. 
   Убедиться, что по мере увеличения постоянной времени цепи форма выходного напряжения превращается из производной входного напряжения по времени в само входное напряжение, а цепь, следовательно, из дифференцирующей в разделительную.
   

4. 
   Собрать активную дифференцирующую цепь по схеме на рисунке 12.
   

Рисунок 12 – Блок-схема для измерения частотных и фазовых характеристик активной дифференцирующей цепи.

4. 
   R₁ установить сопротивление 500...800 Ом. Это сопротивление не требуется для работы дифференциатора, а ставится только для того, чтобы нейтрализовать влияние паразитной индуктивности соединительных проводников. В этом легко убедиться, установив R сопротивление, равное 0 т.е. отключив его. При наличии на входе сигналов с крутыми фронтами при R = 0 на выходе будет наблюдаться колебательный переходный процесс с достаточно большой частотой собственных колебаний. Чтобы избавиться от этих колебаний, вводят сопротивление , гдеL – индуктивность соединительных проводников. При заданных частотах R1, равное 40...80 Ом, оказывается много меньше емкостного сопротивления , поэтому на работе дифференцирующей цепи оно практически не сказывается.
   
5. 
   Устанавливать напряжения треугольной и прямоугольной формы. Зарисовывать напряжения на входе и выходе дифференцирующей цепи. Проверять влияние сопротивления R_M на форму выходного напряжения.