Учебно-методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов III курса физического факультета

Интегрирующие цепи

В случае, когда выходное звено RC-цепи — емкость (рис. 2,а), цепь называют интегрирующей. Она описы­вается уравнением

или
. (8)
При малых  = RC (для «медленных» сигналов) . Для «быстрых» сигналов напряжение и₁ интегри­руется:
. (9)

Коэффициент передачи интегрирующей цепи

. (10)
При <<1/ .
Частотная и фазовая характеристики описываются соответственно
; (11)
(12)
и изображены на рис.2,в. Переходная характеристика (рис.2,г) получается интегрированием (8) при :
(13)
При равных постоянных времени такими же свойствами обладает RL-цепь с сопротивлением на выходе (рис.2,б).



Рис. 2

Порядок выполнения работы

1. 
   Изучите частотные и переходные характеристики дифференцирующих и интегрирующих RC-цепей (R = 470 кОм; С₁ = 0,15 мкФ, С₂ = 6800 пФ, С₃ = 240 пФ, С₄ = 68 пФ) и (R=200 кОм; С₅=0.001мкФ, С₆=0.025 мкФ, С₇=0.05мкФ, С₈=0,5мкФ) соответственно.
   
   1. 
      Вычислите постоянную времени  и граничную частоту f₁ = 1/2.
      
   2. 
      Запустите программу Electronics Workbench и откройте файл lab21.ewb, в котором находится схема, показанная на рис.3.
      

Рис.3

3. 
   При постоянной амплитуде напряжения U_вх на входе RC-цепи, измерьте по осциллографу U_вых для емкостей С₁, С₂, С₃, С₄. Зарисовать эпюры амплитудно-частотной характеристики. Вычислите для этих частот модуль коэффициента передачи цепи К = U_вых/U_вх.
   
4. 
   Для оценки изменения характера прямоугольного импульса подключите ко входу RC-цепи источник импульсного сигнала, нажав клавишу «Space» («пробел»). Зарисовать эпюры выходного напряжения для емкостей С₁, С₂, С₃, С₄. Из полученной характеристики определите постоянную времени , равную интервалу времени, в течении которого выходное напряжение изменяется в е раз.
   
5. 
   Проведите измерение амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристики по измерителю АЧХ.
   
6. 
   Сравните измеренные характеристики с вычисленными.
   
1. 
   Откройте файл lab22.ewb и проделайте такие же измерения для интегрирующей RC-цепи со значениями параметров R=200 кОм; С₅=0.001мкФ, С₆=0.025 мкФ, С₇=0.05мкФ, С₄=0,5мкФ.