5 Исследование амплитудно–частотных характеристик дифференциатора, интегратора и активного полосового фильтра на оу.

5.1 Собрать схему дифференциатора – на лабораторном стенде переключатели SA4 и SA5 установить в положение «выключено».

Опытным путем построить АЧХ дифференциатора К(f) = . Для этого к входу дифференциатора подключить источник синусоидального напряжения – звуковой генератор Г3-53 (гнезда Г5-Г6 дифференциатора соединяются с гнездами «ВЫХОД» генератора) с помощью соединительного кабеля. К выходу дифференциатора подключить электронный вольтметр.

Установить на генераторе частоту, заданную в таблице 4 (20 Гц, 500 Гц, 1кГц, 2 кГц и т. д.). Для этого необходимо:

– переключатель «ПОДДИАПАЗОНЫ кГц» установить в одно из четырех положений, обозначенных «0–5», «5–10», «10–15», «15–20». Положение «0–5» соответствует поддиапазону 0,02…5 кГц; положение «5–10» соответствует поддиапазону 5…10 кГц; «10–15» – 10…15 кГц; «15–20» – 15…20 кГц. Например, при заданной частоте 2 кГц переключатель поддиапазонов поставить в положение «0–5», что означает выбор поддиапазона 0…5 кГц, включающего частоту 2 кГц.

– с помощью ручки «ЧАСТОТА» установить на большой и малой шкалах частот заданную частоту. На большой шкале имеется градуировка четырех указанных поддиапазонов частот. На этой шкале в пределах выбранного поддиапазона устанавливают сотни и тысячи герц заданной частоты, на малой шкале – единицы и десятки герц (например, при частоте 2 кГц ручкой «ЧАСТОТА» на большой шкале в пределах выбранного поддиапазона 0…5 кГц устанавливается 2 кГц, на малой шкале – 0 Гц).

Установить напряжение генератора один вольт. Для этого:

– переключатель «ПРЕДЕЛЫ ШКАЛ – ОСЛАБЛЕНИЕ ДБ» поставить в положение «1 В»;

– затем резистором плавной регулировки «РЕГУЛИРОВКА ВЫХОДА» довести напряжение генератора до одного вольта, контролируя его вольт-

метром на панели генератора по шкале «1 Вольт».

Измерить напряжение на выходе дифференциатора электронным вольтметром. Результат измерения выходного напряжения U_вых записать в таблицу 18.

Аналогичные измерения напряжения на выходе дифференциатора произвести для всех указанных в таблице 4 значений частот (20Гц, 500Гц, 1кГц, 2кГц и т. д.), поддерживая неизменным напряжение на входе дифференциатора, равное одному вольту. Результаты измерений напряжения U_вых занести в таблицу 18.

По опытным данным построить АЧХ дифференциатора К(f) =.

Таблица 18

Дифференциатор (рис.67, 70в) Параметры схемы: R1 =1,5 кОм; R2 =3,3 кОм; С1 = 0,1 мкФ.
Опытная амплитудно-частотная характеристика К(f) Uвх = 1 [В]
f [кГц]	0,02		0,5	1,0	2,0		4,0	6,0	8,0		10,0	15,0	20,0
Uвых [В]
К (f)=
Интегратор (рис.63, 70в) Параметры схемы: R1 =1,5 кОм; R2 =3,3 кОм; С2 = 0,0047 мкФ.
Опытная амплитудно-частотная характеристика К(f) Uвх = 1 [В]
f [кГц]	0,02		0,5	1,0	2,0		4,0	6,0	8,0		10,0	15,0	20,0
Uвых [В]
К (f)=
Активный полосовой RC-фильтр (рис.68, 70в) Параметры схемы: R1 =1,5 кОм; R2 =3,3 кОм; С1 = 0,1 мкФ; С2 = 0,0047 мкФ.
Расчетные значения частот f01 , fc1 , fc2 , f02 (рис.15)
f01, кГц		fc1, кГц				fc2 , кГц				f02, кГц
Опытная амплитудно-частотная характеристика К(f) Uвх = 1 [В]
f [кГц]	0,02		0,5	1,0	2,0		4,0	6,0	8,0		10,0	15,0	20,0
Uвых [В]
К (f)=

5.2 Собрать схему интегратора – переключатели SA4 и SA5 установить в положение «включено».

Опытным путем построить АЧХ интегратора К(f) = . Для этого к входу интегратора подключить звуковой генератор Г3-53 (гнезда Г5-Г6 интегратора соединяются с гнездами «ВЫХОД» генератора). К выходу интегратора подключить электронный вольтметр.

На выходе генератора установить напряжение один вольт.

Электронным вольтметром произвести измерение выходного напряжения U_вых интегратора для указанных в табл.18 значений частот входного напряжения (20 Гц, 500 Гц, 1кГц, 2 кГц и т. д.), поддерживая неизменным величину напряжения на входе интегратора, равную одному вольту. Результат измерений выходного напряжения U_вых записать в таблицу 18.

На графике АЧХ дифференциатора по опытным данным построить АЧХ интегратора К(f) =.

Сравнить АЧХ дифференциатора и интегратора.

5.3 Собрать схему активного полосового фильтра. Для этого: переключатель SA4 установить в положение «выключено», а переключатель SA5 – «включено».

Для заданных в таблице 18 параметров схемы активного полосового фильтра рассчитать значения частот: f₀₁, f_c1, f_c2, f₀₂. Формулы для расчета частот приведены в таблице 18.

Рассчитать коэффициент передачи фильтра на указанных частотах f₀₁, f_c1, f_c2, f₀₂ и построить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) фильтра К(f):

Опытным путем получить АЧХ фильтра . К входу фильтра подключить источник синусоидального напряжения – звуковой генератор Г3-53 (гнезда Г5-Г6 фильтра соединяются с гнездами «ВЫХОД» генератора) с помощью соединительного кабеля. К выходу фильтра подключить электронный вольтметр.

На выходе генератора установить напряжение один вольт.

Электронным вольтметром произвести измерение напряжения на выходе полосового фильтра для указанных в табл.18 значений частот входного напряжения (20 Гц, 500 Гц, 1кГц, 2 кГц и т. д.), поддерживая неизменным величину напряжения на входе фильтра, равную одному вольту.

Результат измерений выходного напряжения U_вых записать в таблицу 18.

По экспериментальным данным построить амплитудно-частотную характеристику активного полосового фильтра К(f) =. На этом же графике по расчетным значениям частот –f₀₁, f_c1, f_c2, f₀₂ (таблица 18) построить теоретическую аппроксимированную кривую АХЧ фильтра (рис.15).

Сравнить опытную кривую с теоретической. Также сравнить между собой АЧХ активного полосового фильтра, дифференциатора и интегратора.