Электронный

учебно-методический комплекс

ОСНОВЫ

ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

Учебная программа дисциплины Конспект лекций Лабораторный практикум

Виртуальный лабораторный практикум Методические указания по самостоятельной работе Банк тестовых заданий в системе UniTest

Красноярск ИПК СФУ

2008

УДК 621.372.061 ББК 31.2

О-75

Авторы:

В. И. Вепринцев, Г. К. Былкова, В. В. Тюрнев, А. В. Изотов, Ю. П. Саломатов, А. А. Лексиков, Б. А. Беляев, А. М. Сержантов

Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы теории цепей» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Структурная перестройка научно-образовательного центра "Радиоэлектроника"», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.

Рецензенты:

Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин

О-75 Основы теории цепей. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : лаб. практикум / В. И. Вепринцев, Г. К. Былкова, В. В. Тюрнев и др. – Электрон. дан. (3 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Основы теории цепей : УМКД № 56-2007 / рук. творч. коллектива В. И. Вепринцев). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 3 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf).

ISBN 978-5-7638-1528-3 (комплекса)

ISBN 978-5-7638-1379-1 (лабораторного практикума)

Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802741 от 22.12.2008 г. (комплекса)

Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Основы теории цепей», включающего учебную программу, конспект лекций, виртуальный лабораторный практикум, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Основы теории цепей. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Основы теории цепей. Презентационные материалы».

Приведены 11 лабораторных работ по основным разделам дисциплины.

Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 210300.62 «Радиотехника» укрупненной группы 210000 «Электронная техника, радиотехника и связь».

© Сибирский федеральный университет, 2008

Рекомендовано Инновационно-методическим управлением СФУ в качестве учебного пособия

Редактор Н. Н. Вохман

Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ

Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.

Подп. к использованию 01.10.2008 Объем 3 Мб

Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

Оглавление
Введение....................................................................	6
Лабораторная работа №1. Исследование
простейших цепей переменного тока.....................	9
Краткиетеоретическиесведения..............................................................	9
Домашнеезадание......................................................................................	21
Порядок выполнения работы................................................................	22
Содержаниеотчета.....................................................................................	23
Контрольныевопросы..............................................................................	24
Лабораторная работа №2. Исследование
последовательного колебательного контура.......	25
Краткиетеоретическиесведения............................................................	25
Домашнеезадание......................................................................................	34
Порядоквыполненияработы..................................................................	34
Содержаниеотчета.....................................................................................	35
Контрольныевопросы..............................................................................	35
Лабораторная работа №3. Исследование
параллельного колебательного контура..............	37
Краткиетеоретическиесведения............................................................	37
Домашнеезадание......................................................................................	46
Порядоквыполненияработы..................................................................	47
Содержаниеотчета.....................................................................................	47
Контрольныевопросы..............................................................................	47
Лабораторная работа №4. Исследование
связанных контуров................................................	49
Краткие теоретическиесведения...........................................................	49
Домашнеезадание......................................................................................	64
Порядоквыполненияработы..................................................................	64
Содержаниеотчета.....................................................................................	65
Контрольныевопросы..............................................................................	65
Лабораторная работа №5. Исследование
переходных процессов в RL-цепи .........................	66
Краткиетеоретическиесведения............................................................	66
Домашнеезадание......................................................................................	73
Порядоквыполненияработы..................................................................	73
Основы теории цепей. Лаб. практикум	-3-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Содержаниеотчета.....................................................................................	74
Контрольныевопросы..............................................................................	74
Лабораторная работа №6. Исследование
переходных процессов в RC-цепи.........................	75
Краткиетеоретическиесведения............................................................	75
Домашнеезадание......................................................................................	79
Порядоквыполненияработы..................................................................	79
Содержание отчета....................................................................................	80
Контрольныевопросы..............................................................................	80
Лабораторная работа №7. Исследование
переходных процессов в цепях второго порядка 81
Краткиетеоретическиесведения............................................................	81
Домашнеезадание......................................................................................	92
Порядоквыполненияработы..................................................................	93
Содержаниеотчета.....................................................................................	93
Контрольныевопросы..............................................................................	94
Лабораторная работа №8. Исследование
характеристик фильтров нижних частот..............	95
Краткиетеоретическиесведения............................................................	95
Домашнеезадание....................................................................................	104
Порядоквыполненияработы................................................................	104
Содержаниеотчета...................................................................................	105
Контрольныевопросы............................................................................	106
Лабораторная работа №9. Исследование
характеристик фильтров верхних частот...........	107
Краткиетеоретическиесведения..........................................................	107
Домашнеезадание....................................................................................	109
Порядоквыполненияработы................................................................	110
Содержаниеотчета...................................................................................	111
Контрольныевопросы............................................................................	111
Лабораторная работа №10. Исследование
характеристик полосовых и
заграждающих фильтров.....................................	112
Краткиетеоретическиесведения..........................................................	112
Домашнеезадание....................................................................................	119
Порядоквыполненияработы................................................................	121
Содержаниеотчета...................................................................................	121
Основы теории цепей. Лаб. практикум	-4-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Контрольныевопросы............................................................................	122
Лабораторная работа №11. Исследование
фильтров нижних и верхних частот типа M.......	123
Краткиетеоретическиесведения..........................................................	123
Домашнеезадание....................................................................................	132
Порядоквыполненияработы................................................................	132
Содержаниеотчета...................................................................................	134
Контрольныевопросы............................................................................	134
Библиографический список................................	135
Приложение. Руководство пользователя
аппаратно-программным измерительным
комплексом (АПК) типа АРМЭКС.........................	136
Началоработы..........................................................................................	136
Выборизмерительногоприбора(приборов)......................................	136
Назначениеоргановуправления...........................................................	136
Настройкасинтезаторасигналов..........................................................	139
Настройкаосциллографа........................................................................	140
НастройкаизмерителяАЧХ– ФЧХ........................................................	141
Дополнительныенастройкиграфическогоотображения
результатовизмерения...........................................................................	141
Настройкашкалграфиков.......................................................................	145
Проведениеизмерения...........................................................................	146
Завершениеизмерения...........................................................................	147

Основы теории цепей. Лаб. практикум

-5-

ВВЕДЕНИЕ

В данный лабораторный практикум включены лабораторные работы по основным разделам дисциплины «Основы теории цепей».

Все лабораторные работы выполняются на универсальном автоматизированном лабораторном комплексе (АЛК ОТЦ), позволяющем исследовать амплитудно-частотные, фазочастотные и переходные характеристики электрических цепей, собираемых из встроенных в лабораторный стенд резисторов, индуктивностей и емкостей.

В состав АЛК ОТЦ (рис. В.1) входят измерительный комплекс автоматизированного рабочего места экспериментатора (АРМЭКС), персональный компьютер, программно-управляемый макет лабораторных работ, на платах которого размещены резисторы, индуктивности и конденсаторы, коммутирующие устройства – переключатели, управляемые кнопкой мыши или клавиатурой персонального компьютера, позволяющие собирать исследуемые цепи, а также программное и методическое обеспечение.

Комплекс АРМЭКС относится к новому классу виртуальных приборов, выполненных на базе персонального компьютера (ПК) и сопрягаемых с ним одноплатных измерительных модулей, реализующих функции синтеза сигналов заданной формы, вывода их на исследуемую цепь и ввода в ПК сигналов с выхода исследуемой цепи.

Рис. В.1

Основы теории цепей. Лаб. практикум

-6-

ВВЕДЕНИЕ

Комплекс АРМЭКС совмещает функции генератора сигналов, вольтметра, осциллографа, частотомера, фазометра, анализатора спектра, измерителя амплитудных, амплитудно-частотных, фазочастотных характеристик и нелинейных искажений, превосходя их по уровню информативности и автоматизации эксперимента.

В состав измерительного комплекса АРМЭКС входят IBM PC-сов- местимый персональный компьютер, модуль интерфейса и измерительный блок с модулями аналого-цифрового преобразователя (АЦП), синтезатора сигналов, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и источника питания.

Интерфейсный модуль вставляется в ПК и интерфейсным кабелем соединяется с остальными модулями, размещенными во внешнем измерительном блоке. Он обеспечивает дешифрацию адреса, формирование управляющих сигналов и согласование нагрузочной способности интерфейсной и внутренней шин ПК.

Рис. В.2

Модуль синтезатора предназначен для запоминания поступающей по интерфейсу от ПК последовательности цифровых кодов и передачи их на

Основы теории цепей. Лаб. практикум

-7-

ВВЕДЕНИЕ

модуль ЦАП для получения аналоговых сигналов, а также для сохранения кодов, определяющих параметры синтезируемых сигналов.

Модуль ЦАП необходим для формирования аналоговых сигналов заданной формы из последовательности цифровых кодов, получаемых с модуля синтезатора.

Модуль АЦП предназначен для преобразования входного аналогового сигнала в цифровой код и передачи результата в ПК для обработки.

Программно-управляемый макет лабораторных работ представляет собой совокупность резисторов, индуктивностей и конденсаторов коммутируемых ключами, управляемыми кнопкой мыши или клавиатурой персонального компьютера (рис. В.2).

Руководство пользователя аппаратно-программным измерительным комплексом (АПК) типа АРМЭКС приведено в приложении.

Основы теории цепей. Лаб. практикум

-8-