3 задание. 3 ЗАДАНИЕ. Исследование схемы с усилительным элементом. Снятие амплитудночастотных и фазочастотных характеристик
 Скачать 120.71 Kb.
|
Глава 3. Исследование схемы с усилительным элементом. Снятие амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик.3.1. Исследование параметров напряжения в схеме с помощью осциллографаСоберём схему исследования с усилительным каскадом в соответствии с вариантом и подключим измерительные приборы. Проведем исследование параметров напряжений и АЧХ в схеме. Для исследования параметров напряжения в схеме с усилительным элементом в пакете Multisim была собрана схема с осциллографом, представленная на рисунке 3.1. Исходные данные: R1 = 83 кОм; R2 = 245 кОм; R3 = 5 кОм; Uвх = 1 В частотой 100 Гц.  Рис. 26. Схема исследования с подключением усилителя Осциллограммы входного и выходного напряжений при заданной частоте сняты с помощью виртуального четырехканального осциллографа. Осциллограмма исследуемого сигнала представлена на рисунке 27  .Рис. 27. Осциллограмма входного и выходного напряжений Результаты моделирования: Uвх (канал А) =  1,412 ВUвых (канал В) = 4,170 ВНайдём коэффициент усиления К: К =  = = 2,953.2. Снятие амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик с помощью плоттера Боде.Проведем исследование амплитудно-частотных (АЧХ) и фаза-частотных (ФЧХ) характеристик с помощью плоттера Боде. Установим измеритель на частоту 100 Гц и посмотрим, чему равен коэффициент усилителя. Исследование АЧХ данного инвертирующего усилителя с помощью плоттера Боде представлено на рисунке 28  .Рис. 28. Исследования АЧХ с помощью плоттера Боде На графике видно, что на частоте 100 Гц коэффициент усиления равен 2,95. Также можно определить частоту, на которой коэффициент усиления падает в значении. Диапазоном рабочих частот усилителя считается интервал, в котором коэффициент усиления снижается не более чем в  раз от максимального значения. ;  График, в котором коэффициент усилителя снижается в значении, представлен на рисунке 29.  Рис. 29. Падение коэффициента усилителя на повышенной частоте источника напряжения На диаграмме можно заметить, что при падении коэффициента усилителя, частота источника напряжения увеличилась и стала равна 2,251 МГц. Перейдем во вкладку Phase и определим ФЧХ с помощью плоттера Боде. Установим измеритель на частоту 100 Гц, чтобы определить фазовый сдвиг. График представлен ниже (рисунок 30.).  Рис. 30. Измерение фазового сдвига на частоте 100 Гц На графике мы видим, что на частоте 100 Гц фазовый сдвиг действительно равен 180  .Определим фазовый сдвиг при увеличении частоты источника напряжения. В нашем случае 2,251 МГц. Выставляем измеритель на заданную частоту и смотрим, чему равен фазовый сдвиг (рисунок 31).  Рис. 31. Значение фазового сдвига при повышенной частоте источника напряжения Получаем, что на частоте 2,251 МГц наблюдается фазовый сдвиг равен равный 136 .3.3 Снятие амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик с помощью встроенного анализатораПроведем исследование амплитудно-частотных (АЧХ) и фаза-частотных (ФЧХ) характеристик с помощью встроенного анализатора. Установим один измеритель на частоту 100 Гц, а второй – на частоту 2,251 МГц. Определим показания АЧХ и ФЧХ. (рис. 32).  Рис. 32. АЧХ и ФЧХ, полученные с помощью ACAnalysis Увеличим частоту источника переменного напряжения до 2,251 МГц. Получаем, что амплитуда выходного напряжения уменьшилась и теперь фазовый сдвиг неравен 180°. Осциллограмма исследуемых напряжений с увеличением частоты источника представлена на рис. 33.  Рис. 33. Осциллограмма исследуемых напряжений с увеличением частоты источника Результаты моделирования:   0,990 В  Тогда коэффициент усилителя будет равен:  |