11589

Дифференцирующие и интегрирующие RC-цепи

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Дифференцирующие и интегрирующие RCцепи Цель работы: Анализ переходных процессов в простейших RCцепях а также условий дифференцирования и интегрирования сигналов с помощью этих цепей. Изучение методов расчета и анализа данных цепей. Исходные данные: Принимаем р

Русский

2013-04-10

459.22 KB

34 чел.

Дифференцирующие и интегрирующие RC-цепи

Цель работы:  Анализ переходных процессов в простейших RC-цепях, а также условий дифференцирования и интегрирования сигналов с помощью этих цепей. Изучение методов расчета и анализа данных цепей.

Исходные данные:

Принимаем резонансную частоту  и исходную ёмкость конденсатора . Имеем из формулы (где ki равны 0,033; 0,33; 1; 3,3 для ) сопротивления  резисторов соответственно , , , . Входное напряжение .

Выполнение работы:

Дифференцирующие цепи

С помощью RC-цепи можно проводить дифференцирование импульса (рис.1). Дифференцирование будет тем точнее, чем меньше постоянная времени цепи =RC. Дифференцирующую цепь называют также обостряющей или укорачивающей, так как длительность выходных импульсов меньше длительности входных, а их вершина является острой.

(рисунок 1)

Получив картинки на экране осциллографа, рассчитаем время импульса на уровне 0,5 сигнала для четырёх различных τ и представим соответствующие теоретические значения, рассчитанные по формуле :

                                           (1)

Выходной сигнал осциллографа для различных постоянных времени представлен в электронном виде (зависимости сделаны с помощью программы Electronics Workbench).

Интегрирующие цепи

Рассмотрим схему, изображенную на рис. 2. В данном случае выходной сигнал снимается с емкости и уравнение, описывающее рассматриваемую цепь Uвх=Ri+Uвых, можно представить в виде

.

(2)

Пусть в выражении (2)  велика так, что , тогда будем иметь , откуда

,

(3)

Uвх

Uвых

С

R

т. е. выходное напряжение пропорционально интегралу от входного, и поэтому с помощью данной цепи выполняется операция интегрирования.

(рисунок 2)

Интегрирование происходит тем точнее, чем больше постоянная времени .

На рисунках 3-6 представлены оцифрованные фотографии экрана осциллографа с изображениями выходного сигнала интегрирующей цепи в порядке уменьшения постоянной времени .

(рисунок 3)

(рисунок 4)

(рисунок 5)

(рисунок 6)

Выводы:

  1.  Если величину длительности импульса определять на уровне 0,5Um , то , что можно использовать для экспериментального нахождения постоянной времени  дифференцирующей цепи.
  2.  Из выражений (1) видим, что экспериментальные данные согласуются с теоретическими выкладками для дифференцирующей цепи.
  3.  Увеличение величины , как следует из выражения (3), ведет к уменьшению величины выходного напряжения, поэтому идеально точное интегрирование с помощью рассмотренной выше цепи невозможно.

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32758. Гидродинамика. Линии тока. Уравнение Бернулли 61 KB
  Гидродинамика раздел физики сплошных сред изучающий движение идеальных и реальных жидкости и газа. Если движение жидкости не содержит резких градиентов скорости то касательными напряжениями и вызываемым ими трением можно пренебречь и при описании течения. Если вдобавок малы градиенты температуры то можно пренебречь и теплопроводностью что и составляет приближение идеальной жидкости. В идеальной жидкости таким образом рассматриваются только нормальные напряжения которые описываются давлением.
32759. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Сила вязкого трения в жидкости. Число Рейнольдса. Формула Пуазейля 42 KB
  Число Рейнольдса. Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения течение в круглой трубе обтекание шара и т. Число Рейнольдса Число Рейнольдса безразмерное соотношение которое как принято считать определяет ламинарный или турбулентный режим течения жидкости или газа.
32760. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы, их изображение на термодинамических диаграммах 40 KB
  Равновесные состояния и процессы их изображение на термодинамических диаграммах. Состояние системы задается термодинамическими параметрами параметрами состояния. Обычно в качестве параметров состояния выбирают: объем V м3; давление Р Па Р=dFn dS где dFn модуль нормальной силы действующей на малый участок поверхности тела площадью dS 1 Па=1 Н м2; термодинамическую температуру Т К Т=273. Под равновесным состоянием понимают состояние системы у которой все параметры состояния имеют определенные значения не изменяющиеся с...
32761. Вывод уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов для давления и его сравнения с уравнением Клайперона-Менделеева 59.5 KB
  Основное уравнение молекулярнокинетической теории идеального газа Это уравнение связывает макропараметры системы давление p и концентрацию молекулс ее микропараметрами массой молекул их средним квадратом скорости или средней кинетической энергией: Вывод этого уравнения основан на представлениях о том что молекулы идеального газа подчиняются законам классической механики а давление это отношение усредненной по времени силы с которой молекулы бьют по стенке к площади стенки. Учитывая связь между концентрацией молекул в газе и его...
32762. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры. Число степеней свободы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул 51 KB
  Число степеней свободы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Число степени свободы молекул. Закон равномерного распространения энергии по степеням свободы молекул.
32763. Работа газа при изменении его объёма. Количество теплоты. Теплоёмкость. Первое начало термодинамики 16.59 KB
  Количество теплоты. Количество теплоты мера энергии переходящей от одного тела к другому в данном процессе. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин. Количество теплоты является функцией процесса а не функцией состояния то есть количество теплоты полученное системой зависит от способа которым она была приведена в текущее состояние.
32764. Приминение первого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу идеального газа. Зависимость теплоёмкости идеального газа от вида процесса 88 KB
  Приминение первого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу идеального газа. Зависимость теплоёмкости идеального газа от вида процесса. Тогда для произвольной массы газа получим Q=dU=mCvT M Изобарный процесс p=const. При изобарном процессе работа газа при расширении объема от V1 до V2 равна и определяется площадью прямоугольника.
32765. Работа, совершаемая идеальным газом в различных процессах 32 KB
  Работа совершенная идеальным газом в изотермическом процессе равна где число частиц газа температура и объём газа в начале и конце процесса постоянная Больцмана. Работа совершаемая газом при адиабатическом расширении численно равная площади под кривой меньше чем при изотермическом процессе. Работа совершаемая газом при изобарном процессе при расширении или сжатии газа равна = PΔV. Работа совершаемая при изохорном процессе равна нулю т.
32766. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона для адиабатного процесса 28 KB
  Уравнение Пуассона для адиабатного процесса. Уравнение адиабаты уравнение Пуассона.18 после соответствующих преобразований получим уравнение адиабаты: TVg1 = const или pVg = const.20 Уравнение 13.