Подготовка к работе
3.1. Повторите классификацию и режимы работы элементов электрических цепей, основные понятия, описывающие динамический режим работы цепи (импеданс, передаточная функция цепи, АЧХ, ФЧХ, граничная частота, коэффициент передачи, переходной процесс, длительность переходного процесса).
3.2. Зарисуйте в отчет схемы исследования заданных RC-цепей (рисунок 6). Рассчитайте их основные временные и частотные параметры.
R1=1 кОм, C1=0,01 мкФ R1=15 кОм, С1=0,01мкФ
Рисунок 6 – Схемы исследования свойств RC-цепей
Выполнение работы
4.1. Исследования во временной области. Соберите схему исследования ФНЧ. Подайте от генератора сигналов на вход последовательность прямоугольных импульсов с частотой, соответствующей полосе пропускания и амплитудой 1В.
Зарисуйте временные диаграммы входного и выходного напряжения в отчет. Не забывайте указывать масштаб и единицы измерения, подписывать координатные оси и параметры полученных графиков.
Для удобства и большей наглядности при проведении эксперимента можно использовать режим анализа переходных процессов Analysis>Transient… программы EWB.
Подумайте, при каких условиях исследуемый ФНЧ будет работать как интегрирующая цепь. Проверьте свои предположения при разных соотношениях FВ и FИ. Проведите исследования и зарисуйте временные диаграммы в отчет. Сформулируйте и запишите выводы в отчет.
Для удобства и большей наглядности эксперимента можно использовать режим анализа Analysis>Parameter Sweep… программы EWB, изменяя параметр емкости конденсатора С1 в 100 раз в большую и меньшую сторону.
4.2. Исследования в частотной области. Измените форму сигнала генератора на синусоидальную. Постройте АЧХ и ФЧХ исследуемой цепи. Зарисуйте графики в отчет с указанием основных параметров фильтра в частотной области и их численных значений. Сравните результаты исследований с предварительным расчетом.
Для удобства и большей наглядности при проведении эксперимента можно использовать режим анализа переходных процессов Analysis>AC Frequency…
Подключите в схему сопротивление нагрузки, равное R1 и повторите эксперимент. Перенесите полученные АЧХ и ФЧХ в отчет, добавив к построенным перед этим графикам. Сравните частотные характеристики фильтра с учетом и без учета сопротивления нагрузки.
Что изменилось? Запишите ваши выводы в отчет.
Для удобства и большей наглядности эксперимента можно использовать режим анализа Parameter Sweep программы EWB, изменяя параметр сопротивления Rн в 100 раз в большую и меньшую сторону.
Повторите исследования для ФВЧ. Подумайте, при каких условиях исследуемый ФВЧ будет работать как дифференцирующая цепь. Проверьте свои предположения при разных значениях FН и FИ. Проанализируйте полученные результаты, зарисуйте в отчет графики, запишите выводы.
Содержание отчета
Схемы исследования и расчеты основных параметров ФНЧ и ФВЧ.
Временные диаграммы напряжений, АЧХ и ФЧХ фильтров.
Выводы по результатам исследований.