Интегрирующих и дифференцирующих цепей

Дифференцирующая цепь образуется конденсатором С₃ и одним из резисторов R₅, R₆ и R₇, нижний конец (по схеме) которых переключателем S₄ (положения 12, 13, 14) подсоединяется к «Земле». Выходом цепи данного типа является контрольная точка КТ₆.

Интегрирующая цепь резистором R₄ и одним из конденсаторов С₄, С₅ и С₆, нижний конец (по схеме) которых переключателем S₃ (положения 18-17-16) подсоединяется к «Земле», как и в предыдущем случае. Выходом подобной цепи служит контрольная точка КТ₇.

Следовательно, обе этих схемы (дифференцирующая и интегрирующая) могут исследоваться при трёх значениях постоянной времени цепи   RC. Переключатели S₃ и S₄ расположены в нижней части верхней панели лабораторного стенда, а выбор нужной контрольной точки (одной из восьми) производится кнопкой, находящейся в правой средней части стенда. Кнопки расположены в два ряда, по 4 штуки, над каждой из них размещена индикаторная лампочка, загорающаяся при включении данной кнопки, то есть при выборе соответствующей контрольной точки.

3. Задание

3.1. Установить на выходе звукового генератора Г3-34 (или аналогичного) сигнал синусоидальной формы, то есть гармоническое колебание, с амплитудой выходного напряжения 5 В и частотой 1 кГц. С помощью кабеля подключить выход звукового генератора на вход специальной приставки, на выходе которой формируется сигнал типа «МЕАНДР» той же амплитуды и частоты.

3.2. Подать сигнал с выхода приставки на Вх.2 лабораторного стенда и проконтролировать осциллографом его наличие на контрольной точке КТ₅.

3.3. Подключить к осциллографу выход дифференцирующей цепи (КТ₆) и зарисовать с экрана осциллографа форму выходного сигнала в положениях, соответственно, 12-13-14 переключателя S₃ стенда.

3.4. Измерить на выходе дифференцирующей цепи (КТ₆) с помощью осциллографа в каждом из этих вариантов длительность импульсов на уровне 0,37 U_m , где U_m  амплитуда импульса. При измерении длительности импульса в положении 12 переключателя S₄ частоту сигнала на выходе звукового генератора уменьшить до 200 Гц.

3.5. Подключить вход осциллографа к выходу интегрирующей цепи (КТ₇) и зарисовать форму выходного сигнала в положении 16-17-18 переключателя S₃.

3.6. Измерить длительность нарастания исследуемого сигнала до уровня

U_m(1 – 1/е), то есть до уровня 0,63 U_m , при различных значениях ёмкости конденсатора интегрирующей цепи (положения 16-17-18 переключателя S₃), соответственно, С₆, С₅, С₄. В положении 16 переключателя S₃ частоту колебаний на выходе звукового генератора необходимо увеличить до 5 кГц.

3.7. Отключить от выхода звукового генератора вход приставки, формирующей сигнал типа «МЕАНДР», и подать с него на клеммы Вх. 2 лабораторного стенда сигнал синусоидальной формы и амплитудой 3 В. К выходу дифференцирующей цепи (КТ₆) подключить вход осциллографа.

3.8. Снять амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) дифференцирующей цепи в положении 13 переключателя S₄, устанавливая частоту колебаний звукового генератора равной соответственно значениям 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 кГц, 8 кГц, 16 кГц и 32 кГц. Определить частоту, на которой коэффициент передачи цепи снижается в раз от величины U_m.

3.9. Используя полученные при выполнении предыдущего пункта результаты измерений, построить график зависимости коэффициента передачи дифференцирующей цепи от частоты в логарифмическом масштабе и отметить на графике частоту f_н, значение которой равно величине входной частоты, при которой коэффициент передачи цепи уменьшается до величины 0,707 от его максимального значения.

3.10. Снять амплитудно-частотную характеристику интегрирующей цепи в положении 17 переключателя S₃, устанавливая частоту колебаний звукового генератора равной соответственно значениям 250 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 кГц и 8 кГц. Определить частоту, на которой коэффициент передачи цепи снижается в раз от величины U_m.

3.11. Используя полученные при выполнении пункта 3.10 результаты измерений, построить график зависимости коэффициента передачи интегрирующей цепи от частоты в логарифмическом масштабе и отметить на графике частоту f_в, значение которой равно величине входной частоты, при которой коэффициент передачи цепи уменьшается до величины 0,707 от его максимального значения.