ЭЛ33
.docxМинистерство цифрового развития и массовых коммуникаций Российской Федерации ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)
Кафедра теории электрических цепей
Лабораторная работа №33
«Исследование активных интегрирующих и дифференцирующих цепей»
По Дисциплине
«Электротехника»
Выполнил: студент группы
Москва 2023г
Оглавление
1 Цель работы 3
2 Ход работы 3
3 Основные формулы 4
4 Выполнение работы 5
5 Ответы на контрольные вопросы 18
Заключение……………………………………………………………………….20
Цель работы
– С помощью машинного эксперимента получить форму напряжения на выходе активных интегрирующих и дифференцирующих цепей при различных формах напряжения на входе. Сравнить полученные характеристики с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.
Ход работы
–Нарисовать кривые напряжения на входе и выходе интегрирующей цепи, если входное напряжение имеет синусоидальную форму, прямоугольную и треугольную форму соответственно. Принять K1=10.
–Рассчитать комплексную передаточную функцию H для активной цепи. Нарисовать кривые напряжения на входе и выходе активной интегрирующей цепи, показанной на рис. 2, если входное напряжение имеет синусоидальную форму, С=100 нФ, R=1 кОм.
–Нарисовать кривые напряжения на входе и выходе дифференцирующей цепи, если входное напряжение имеет синусоидальную форму, прямоугольную и треугольную форму соответственно. Принять K2=6.
Рассчитать комплексную передаточную функцию H для активной цепи.
–Нарисовать кривые напряжения на входе и выходе дифференцирующей цепи, показанной, если входное напряжение имеет синусоидальную форму, С=100 нФ, R=1 кОм.
О
сновные
формулы
Выполнение работы
Рисунок 1 – Схема интегрирующей цепи при синусоидальном воздействии.
Рисунок 2 – График зависимости напряжений на входе и выходе интегрирующей цепи от времени при синусоидальном воздействии.
Рисунок 3 – Схема интегрирующей цепи при прямоугольном воздействии.
Рисунок 4 – График зависимости импульсивного источника и выходного напряжения при прямоугольном воздействии.
Рисунок 5 – Схема интегрирующей цепи при треугольном воздействии.
Рисунок 6 – График зависимости напряжений на входе и выходе интегрирующей цепи от времени при треугольном воздействии.
Рисунок 7– Схема дифференцирующей цепи при треугольном воздействии.
Рисунок 8 – График зависимости напряжений на входе и выходе дифференцирующей цепи от времени при треугольном воздействии.
Рисунок 9 – Схема дифференцирующей цепи при прямоугольном воздействии.
Рисунок 10 – График зависимости напряжений на входе и выходе дифференцирующей цепи от времени при прямоугольном воздействии.
Рисунок 11 – Схема дифференцирующей цепи при синусоидальном воздействии.
Рисунок 12 – График зависимости напряжений на входе и выходе дифференцирующей цепи от времени при синусоидальном воздействии.
Рисунок 13 – Расчет комплексной передаточной функции H для интегрирующей цепи.
Рисунок 14 – Расчет комплексной передаточной функции H для дифференцирующей цепи.
Рисунок 15 – График интегрирующей цепи входного напряжения при синусоидальной форме напряжения.
Рисунок 16 – График интегрирующей цепи выходного напряжения при синусоидальной форме напряжения.
Рисунок 17 – График интегрирующей цепи входного напряжения при прямоугольной форме напряжения.
Рисунок 18 – График интегрирующей цепи выходного напряжения при прямоугольной форме напряжения.
Рисунок 19 – График интегрирующей цепи входного напряжения при треугольной форме напряжения.
Рисунок 20 – График интегрирующей цепи выходного напряжения при треугольной форме напряжения.
Рисунок 21 – График дифференцирующей цепи входного напряжения при синусоидальной форме напряжения.
Рисунок 22 – График дифференцирующей цепи выходного напряжения при синусоидальной форме напряжения.
Рисунок 23 – График дифференцирующей цепи входного напряжения при прямоугольной форме напряжения.
Рисунок 24 – График дифференцирующей цепи выходного напряжения при прямоугольной форме напряжения.
Рисунок 25 – График дифференцирующей цепи входного напряжения при треугольной форме напряжения.
Рисунок 26 – График дифференцирующей цепи выходного напряжения при треугольной форме напряжения.
Ответы на контрольные вопросы
1.Какие цепи являются интегрирующими? Приведите пример.
Интегрирующая цепь - цепь, у которой значение выходного напряжения прямо пропорционально интегралу входного напряжения, такие как для создания аналоговых фильтров (фильтрации высокочастотных компонентов в сигнале, при этом сохраняя низкочастотные компоненты).
2.Какие цепи являются дифференцирующими? Приведите пример.
Дифференцирующая цепь - это цепь, в которой значение напряжения на выходе прямо пропорционально дифференциалу входного напряжения, пример МР3-плеер с FM-приёмником. Антенной приёмника служит провод, идущий на наушники, и там как раз входные высокочастотные цепи приёмника (их чувствительность - микровольты) от выходного низкочастотного сигнала развязаны дифференцирующей цепью.
3.В каких случаях применяются интегрирующие цепи?
для формирования импульсов большой длительности, т. е. для удлинения или расширения импульсов, преобразования импульсов по интегральному закону, получения линейно изменяющегося напряжения. Отсюда и другое название интегрирующей цепи - удлиняющая цепь.
4.В каких случаях применяются дифференцирующие цепи?
когда требуется преобразовать входное напряжение в сигнал, изменяющийся по закону производной входного напряжения. предназначены для дифференцирования по времени электрических сигналов.
5.Нарисуйте схему интегратора на ОУ и выведите его передаточную функцию H.
6.Нарисуйте схему дифференциатора на ОУ и выведите его передаточную функцию H.
Заключение
В ходе лабораторной работы с помощью машинного эксперимента получили форму напряжения на выходе активных интегрирующих и дифференцирующих цепей при различных формах напряжения на входе. Сравнили полученные характеристики с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем в математическом пакете Scilab.