- •Часть 1
- •Оглавление
- •Лабораторная работа № 1 электрические измерения
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Обобщенная классификация измерительных приборов
- •2.2. Осциллограф универсальный с1-151
- •2.3. Генератор сигналов низкочастотный г3-131
- •2.4. Вольтметр универсальный в7-77
- •2.5. Методики измерений
- •2.5.1. Осциллографические измерения Измерение постоянного напряжения
- •Измерение переменного напряжения
- •Измерение частоты
- •Измерение сдвига фаз
- •2.5.2. Снятие амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик
- •2.5.3. Измерение входного сопротивления электронных устройств
- •2.5.4. Измерение выходного сопротивления электронных устройств
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Подготовка осциллографа к работе
- •3.2. Измерение параметров сигналов
- •3.3. Изучение аттенюатора напряжения
- •3.4. Измерение сдвига фаз между гармоническими сигналами
- •3.5. Измерение входного сопротивления осциллографа
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 2 «программный комплекс electronics workbench»
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Возможности программного комплекса Electronics Workbench
- •2.2. Основы работы
- •2.3. Создание схем
- •2.4. Необходимые виртуальные элементы
- •2.5. Необходимые виртуальные приборы
- •2.5.1. Амперметр и вольтметр
- •2.5.2. Двухканальный осциллограф
- •2.6. Осциллографические измерения
- •2.6.1. Измерение постоянного напряжения
- •2.6.2. Измерение переменного напряжения
- •2.6.3. Измерение временных интервалов
- •2.6.4. Измерение частоты
- •2.6.5. Измерение сдвига фаз
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока
- •3.2 Исследование линейной электрической цепи синусоидального тока
- •3.2.1. Резисторы в цепях переменного тока
- •3.2.2. Конденсатор в цепи переменного тока
- •3.2.3. Катушка индуктивности в цепи переменного тока
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 3 спектральный анализ и синтез сигналов
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Спектры периодических сигналов
- •2.2. Спектральный анализ сигналов
- •2.3. Необходимые виртуальные приборы
- •2.3.1. Генератор испытательных сигналов (Function Generator)
- •2.3.2. Источник амплитудно-модулированного сигнала
- •2.4. Синтез сигналов
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Анализ амплитудных спектров периодических сигналов
- •3.1.1. Анализ амплитудного спектра гармонического сигнала
- •3.1.2. Анализ амплитудного спектра последовательности прямоугольных импульсов
- •3.1.3. Анализ амплитудного спектра амплитудно-модулированного сигнала
- •3.2.Синтез периодических сигналов
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 4 преобразование сигналов линейными системами с постоянными параметрами
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Комплексный коэффициент передачи линейной системы
- •2.2. Переходная и импульсная характеристики линейной системы
- •2.3. Простейшие линейные цепи и их характеристики
- •2.3.1. Цепи интегрирующего типа (фильтры нижних частот)
- •2.3.2. Цепи дифференцирующего типа (фильтры верхних частот)
- •2.3.3. Частотно-избирательные цепи
- •2.4. Измерение характеристик линейных систем
- •2.4.1. Измерение ачх и фчх
- •2.4.2. Измерение переходной характеристики
- •2.5. Измеритель ачх и фчх (Bode Plotter)
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Изучение rc-цепи интегрирующего типа
- •3.1.1. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики
- •3.1.2. Влияние постоянной времени цепи интегрирующего типа на ее полосу пропускания
- •3.2. Изучение rc-цепи дифференцирующего типа (фильтр верхних частот)
- •3.2.1. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики
- •3.2.2. Влияние постоянной времени цепи дифференцирующего типа на ее полосу пропускания
- •3.3. Изучение последовательного колебательного контура
- •3.4. Изучение параллельного колебательного контура
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 5 усилительные каскады на биполярных транзисторах
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •3.1.1. Выбор рабочей точки каскада
- •3.1.2. Изучение влияния емкости входного разделительного конденсатора и емкости нагрузки на ачх каскада
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Усилительный каскад с оэ
- •3.1.3. Измерение входного сопротивления
- •3.1.4. Измерение выходного сопротивления каскада
- •3.1.5. Исследование влияния емкости входного разделительного конденсатора и емкости нагрузки на переходную характеристику каскада
- •3.1.6. Снятие амплитудной характеристики каскада
- •3.2. Усилительный каскад с об
- •3.3. Усилительный каскад с ок
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 6 обратные связи в усилителях
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Комплексный коэффициент усиления усилителя с обратной связью
- •2.3. Типы обратной связи
- •2.4. Влияние отрицательной обратной связи на характеристики усилителей
- •2.5. Местные обратные связи в резистивно-емкостном каскаде с общим эмиттером
- •2.6. Усилители с частотно-зависимой цепью отрицательной обратной связи
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.3. Избирательный усилитель
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 7 операционные усилители
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Основные параметры оу
- •2.2. Линейные устройства на операционных усилителях
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Измерение напряжения смещения uсм
- •3.2. Балансировка оу
- •3.3. Снятие ачх оу без обратной связи.
- •3.4. Инвертирующий усилитель
- •3.5. Исследование неинвертирующего усилителя
- •3.6. Суммирующий усилитель
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 8 генераторы гармонических колебаний
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Условия возникновения колебаний
- •2.2. Условия самовозбуждения генератора
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Изучение rc-генератора с мостом Вина
- •3.2. Изучение rс-генератора с трехзвенной фазосдвигающей цепью типа r-параллель
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 9 параметрические цепи
- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Сведения из теории
- •2.1. Прохождение сигналов через параметрические цепи
- •2.2. Амплитудная модуляция
- •2.3. Балансная амплитудная модуляция
- •2.4. Преобразование частоты
- •2.5. Детектирование амплитудно-модулированных колебаний
- •3. Задания и методические рекомендации
- •3.1. Изучение аналогового перемножителя
- •3.2. Получение и детектирование амплитудно-модулированных сигналов
- •3.3. Получение и детектирование колебаний с балансной амплитудной модуляцией
- •3.4. Преобразование частоты
- •4. Отчет
- •5. Вопросы и задания для самопроверки
- •6. Литература
4. Отчет
В отчет необходимо включить:
цель лабораторной работы;
схемы исследуемых электрических цепей;
осциллограммы исследуемых сигналов, измеренные значения амплитуды этих сигналов, их периоды и частоты;
аналитические выражения для амплитудных спектров исследуемых сигналов;
экспериментальные амплитудные спектры исследуемых сигналов;
схему синтезатора периодических сигналов;
ряды Фурье, амплитудные спектры всех синтезированных сигналов, осциллограммы этих сигналов;
выводы.
5. Вопросы и задания для самопроверки
Назовите основные формы записи ряда Фурье.
Какие характеристики периодической последовательности прямоугольных импульсов определяют спектр?
Что представляет собой спектр периодического сигнала?
Укажите характерные особенности АЧХ спектра периодической последовательности импульсов.
Как изменится спектр периодического сигнала, если период его повторения устремить в бесконечность?
Зависит ли ширина спектра периодической последовательности прямоугольных импульсов от частоты следования этих импульсов?
Покажите структуру спектра амплитудно-модулированного сигнала при однотональной модуляции.
Назовите основные свойства спектров периодических и непериодических сигналов.
В чем заключается сущность прямого и обратного преобразования Фурье?
6. Литература
Яновский, В. П. Учебное пособие по дисциплине «Электроника» для студентов специальности «Информационные системы и технологии (в экологии)»: эл. версия / В. П. Яновский. – Минск: МГЭУ им. А.Д.Сахарова, 2008. – 126 c.
Абрамчук, Н. М. Методические указания к лабораторной работе «Спектральный анализ и синтез сигналов» / Н. М. Абрамчук, В. А. Фигурин, В. П. Яновский. – Минск, 1993. – (Ротапринт / Главное управление производственно-хозяйственных служб и заповедников СМ РБ).
Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. для вузов по спец. «Радиотехника» / С. И. Баскаков. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1988 – 448 с.
Ефимчик, М. К. Основы радиоэлектроники / М. К. Ефимчик, С. С. Шушкевич. – Минск: Изд-во Университетское, 1986.
Лабораторная работа № 4 преобразование сигналов линейными системами с постоянными параметрами
Используемые модули: № 1, 3, 4, 13.
1. Цель лабораторной работы
изучить основные свойства RC-цепей интегрирующего и дифференцирующего типа;
изучить основные свойства последовательного и параллельного колебательных контуров;
снять амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики простейших линейных систем;
снять переходные характеристики простейших линейных систем.
2. Сведения из теории
2.1. Комплексный коэффициент передачи линейной системы
Отношение спектральных плотностей выходного и входного сигналов называется комплексным коэффициентом передачи линейной системы:
,
где φК() = φВЫХ() – φВХ().
Комплексный коэффициент передачи K(j) линейной цепи связывает между собой спектры входного и выходного сигналов. Как и любая комплексная функция, он может быть представлен в трех формах (алгебраической, показательной и тригонометрической):
,
где – зависимость от частоты модуля K(j), а – зависимость фазы от частоты.
При этом функция К() носит название АЧХ, а функция k() – ФЧХ линейной системы.
