Фриск том 3

Рис. 31

Закройте это окно.

Получиться схема с импульсным источником напряжения (рис. 32).

Рис. 32

Замечание. Обратите внимание, на то, что нумерация узлов изменилась u2(t)=V(1).

Получите зависимости напряжений на входе u1(t)=V(V1) и выходе u2(t)=V(1)

интегрирующей цепи от времени t при воздействии прямоугольными импульсами.

Для этого в меню Analysis выберите команду Transient… (рис. 26).

111

На экране появиться окно Transient Analysis Limits, в котором следует задать параметры построения требуемых графиков, так как показано на рис. 33.

Рис. 33

Запустите построение, нажав кнопку Run.

На экране появиться графики зависимости импульсного источника u(t)=V(V1) и

выходного напряжения u2(t)=V(1) и (рис.34).

112

Рис. 34

Скопируйте полученные кривые в отчет.

4.6 Анализ интегрирующей цепи при треугольном воздействии

Щелкните мышкой на импульсном источнике и в появившемся окне задайте следующие параметры импульсного источника с треугольный формой напряжения (рис. 35):

VZERO=-1, VONE=1, P1=0, P2=0.25m, P3=0.25m, P4=0.5m, P5=0.5m.

113

Рис. 35

Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot.

Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени (рис. 36).

114

Рис. 36

Закройте это окно.

В меню Analysis выберите команду Transient… (рис. 26).

На экране появиться окно Transient Analysis Limits, в котором следует задать параметры построения требуемых графиков, так как показано на рис. 37.

Рис. 37

115

Запустите построение, нажав кнопку Run.

На экране появиться графики зависимости напряжения на выходе операционного усилителя и импульсного источника (рис. 38).

Рис. 38

Замечание. Хотя выходной сигнал похож на синусоидальный, на самом деле он состоит из отрезков парабол.

Скопируйте полученные кривые в отчет.

4.8 Анализ дифференцирующей цепи при синусоидальном воздействии

Соберите активную дифференцирующую цепь (рис. 4) с входным синусоидальным

источником. В результате на экране получится схема (рис. 39).

Рис. 39

116

Получите зависимости напряжений на входе u1(t)=V(V1) и выходе u2(t)=V(2)

дифференцирующей цепи от времени t.

Скопируйте полученные кривые в отчет.

4.9 Анализ дифференцирующей цепи при прямоугольном воздействии

Удалите источник синусоидального напряжения (Delete) и замените его импульсным источником Pulse Source (рис. 40).

Рис. 40

Задайте параметры импульсного источника с прямоугольной формой напряжения (рис.

30).

Получите зависимости напряжений на входе u1(t)=V(V1) и выходе u2(t)=V(2)

дифференцирующей цепи от времени t.

Скопируйте полученные кривые в отчет.

4.10 Анализ дифференцирующей цепи при треугольном воздействии

Щелкните мышкой на импульсном источнике и в появившемся окне задайте параметры импульсного источника с треугольный формой напряжения (рис. 35).

Получите зависимости напряжений на входе u1(t)=V(V1) и выходе u2(t)=V(2)

дифференцирующей цепи от времени t.

Скопируйте полученные кривые в отчет.

5 Обработка результатов машинного эксперимента

Сравнить полученные графики и данные с графиками и данными, полученными в

предварительном расчете. Сделать выводы по каждому пункту исследования.

117

6 Вопросы для самопроверки

1.Какие цепи являются интегрирующими? Приведите пример.

2.Какие цепи являются дифференцирующими? Приведите пример.

3.В каких случаях применяются интегрирующие цепи?

4.В каких случаях применяются дифференцирующие цепи?

5.Нарисуйте схему интегратора на ОУ и выведите его передаточную функцию H.

6.Нарисуйте схему дифференциатора на ОУ и выведите его передаточную функцию H.

7 Содержание отчета

Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, полуторный интервал.

Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал:

титульный лист; цель работы; результаты предварительного расчета и машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.

8Литература

1.Фриск В.В. Основы теории цепей. –М.: РадиоСофт, 2002. - 288 с.

2.Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей. –М.: Радио и связь,

2003. - 592 с.

3. Амелина М. А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования MicroCap Версии 9, 10. – Смоленск, Смоленский филиал НИУ МЭИ, 2012. – 617 с.

118

Лабораторная работа № 34

Исследование нелинейных цепей при гармонических воздействиях

1 Цель работы

С помощью машинного эксперимента получить форму напряжения в цепях, содержащих нелинейный элемент (полупроводниковый диод) при гармоническом воздействии. Сравнить полученные характеристики с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.

2 Задание для самостоятельной подготовки

Изучить основные положения теории о нелинейных цепях при гармонических воздействиях стр. 173-182 [1], 2796-283 [2], 26-28 [3], выполнить предварительный расчет;

письменно ответить на вопросы для самопроверки. Познакомится с возможностями схемотехнического моделирования [4].

3 Предварительный расчет

3.1 Построить графики входного u1(t) и выходного u2(t) напряжений в R-цепи (делитель напряжения), если ко входу цепи (рис. 1) приложено мгновенное синусоидальное напряжение

u1(t)=Umsin(2πft) В, Um=2 В, f=2 кГц, t[0 0,002] с, R1=R2=100 Ом.

Рис. 1 Вычислить коэффициент деления данного делителя. Занесите полученные графики в

соответствующий раздел отчета.

3.2 Построить графики входного u1(t) и выходного u2(t) напряжений нелинейной цепи

(диодный амплитудный ограничитель «снизу» последовательного типа), если ко входу цепи

(рис. 2) приложено мгновенное гармоническое напряжение

119

u1(t)=Umsin(2πft) В, Um=2 В, f=2 кГц, t[0; 0,002] с, R1=100 Ом, VD1= 1N5391.

Рис. 2

Замечание. Найдите в сети Интернет подробное описание (datasheet) электронного

компонента «1N5391». Выпишите его основные технические параметры. При необходимости

сделайте перевод (рис 3).

Рис. 3

Занесите полученные графики в соответствующий раздел отчета.

3.3 Повторить все построения п. 3.2 для схемы диодного амплитудного ограничителя «сверху» последовательного типа (рис. 4), VD1=1N5391, R1=100 Ом.

120