37878

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРИРУЮЩИХ -ЗВЕНЬЕВ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Основные теоретические сведения Схема исследуемой линейной системы представлена на рис. Рассмотрим частотные свойства системы. Для каждого из трех построить следующие графики: Импульсной характеристики ; Амплитудночастотной характеристики в диапазоне частот ; Отклика системы при следующих параметрах воздействия: амплитуда длительность . Нахождение импульсной характеристики системы.

Русский

2013-09-25

189 KB

2 чел.

PAGE  3

Лабораторная работа2

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРИРУЮЩИХ -ЗВЕНЬЕВ

Цель работы: приобрести  практические навыки измерения характеристик линейных систем и анализа прохождения через них процессов.

Основные теоретические сведения

Схема исследуемой линейной системы представлена на рис.1 и представляет собой простейшую - цепь. Данная система является непараметрической линейной системой и описывается:

Рис.1

  •  дифференциальным уравнением

;                                      (1)

  •  импульсной характеристикой

,                                     (2)

где  - единичная функция (функция Хевисайда);

  •  комплексной частотной характеристикой

,       (3)

где, - постоянная времени цепи.

Из выражения (1) видно, что при больших значениях  (малой постоянной времени ) , т.е. процесс передается со входа на выход без искажений. Если  мало, то из (1) следует, что

,      (4)

т.е. система осуществляет интегрирование входного сигнала и поэтому называется интегрирующей цепью.

Рассмотрим частотные свойства системы. Из выражения (3) нетрудно получить амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики:

,      (5)

.      (6)

Для практического использования вместо формул (5) и (6) удобней использовать следующие выражения

,                     ,    (7)

где .

Из формул (5) и (6) видно, что интегрирующая цепочка ведет себя как фильтр НЧ (рис.2), поэтому ее второе название – низкочастотная  - цепь.

Рассмотрим прохождение прямоугольного импульса

,            (8)

через НЧ  - цепочку. Поскольку система линейна, ее отклик  определяется сверткой:

.

Рис. 2

Подставляя (2) и (8) в последнее выражение, получим

     (9)

Из (9) видно, что НЧ  - цепочка искажает форму прямоугольного импульса.

Расчетная часть

  1.  Изучить необходимые теоретические сведения.
  2.  Вычислить величины  и  для значений ; ; ; .
  3.  Для каждого из трех  построить следующие графики:
    1.  Импульсной характеристики ;
    2.  Амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот ;
    3.  Отклика системы при следующих параметрах воздействия: амплитуда , длительность .

Экспериментальная часть

  1.  Собрать схему исследования (рис.3)
  1.  Снять АЧХ  - цепочки для трех значений . Для этого выполнить следующие пункты:
    1.  Переключить функциональный генератор в режим моделирования гармонических колебаний, с параметрами: амплитуда , частота .
    2.  Увеличивая пошагово частоту входного процесса до , измерить уровень выходного напряжения. Результаты свести в таблицу.

Рис.3

  1.  Построить полученные АЧХ и сравнить экспериментальные результаты с теоретическими.
  2.  Нахождение импульсной характеристики системы.
    1.  Переключить функциональный генератор в режим моделирования прямоугольной последовательности однополярных импульсов со следующими параметрами: амплитуда (Amplitude =15, Offset = 15), длительность (Duty cycle = 0.6 %), частота повторения .
    2.  Получить импульсную характеристику для трех значений .
    3.  Зарисовать экспериментально полученные графики импульсной характеристики  и сравнить их с теоретическими.
  3.  Исследование прохождения прямоугольных импульсов через  - цепочку.
    1.   На функциональном генераторе установить следующие параметры: амплитуда  (Amplitude =1,5; Offset = 1,5), длительность  (Duty cycle = 10 %), частота повторения .
    2.  Получить графики отклика линейной системы для трех значениях  и сравнить их с теоретическими.
  4.  Сделать выводы по результатам работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1.  Перечислить основные способы описания линейных систем.
  2.  Что называется импульсной характеристикой?
  3.  Дать определение комплексной частотной характеристики системы?
  4.  Что называется амплитудно-частотной характеристикой системы?
  5.  Что называется фазо-частотной характеристикой системы?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19069. Одномерный гармонический осциллятор: разложения по собственным состояниям 299 KB
  Семинар 14. Одномерный гармонический осциллятор: разложения по собственным состояниям Полученные на предыдущем занятии собственные функции оператора Гамильтона для осциллятора образуют полную систему ортогональных функций одной переменной как собственные функц...
19070. Одномерный гармонический осциллятор: простейшие вычисления с осцилляторными функциями 290 KB
  Семинар 15. Одномерный гармонический осциллятор: простейшие вычисления с осцилляторными функциями В различных задачах квантовой механики приходится вычислять интегралы с осцилляторными функциями. Проблема заключается в том что явных выражений для функций с большим...
19071. Непрерывный спектр. Прохождение через потенциальные барьеры 273.5 KB
  Семинар 10. Непрерывный спектр. Прохождение через потенциальные барьеры Напомнить что при энергиях больших значений потенциала на плюс и минус бесконечностях спектр решений уравнения Шредингера непрерывный. Собственные функции нельзя нормировать на единицу. Далее ...
19072. Низкоразмерные физические системы. Типы и виды наноструктур. Квантовые ямы, проволоки, точки 272.5 KB
  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА НАНОСТРУКТУР Лекция 1. Введение. Низкоразмерные физические системы. Типы и виды наноструктур. Квантовые ямы проволоки точки Настоящий курс посвящен экспериментальным аспектам физики низкоразмерных систем. Будут рассмотрены следую...
19073. Гетеропереходы. Свойства полупроводниковых соединений AIIIBV 77.5 KB
  Лекция 2. Гетеропереходы. Свойства полупроводниковых соединений AIIIBV. Как создать квантовую структуру. Простейшая квантовая структура в которой движение электрона ограничено в одном направлении это тонкая пленка или просто достаточно тонкий слой полупроводник
19074. Понятие эпитаксии. Молекулярно-лучевая эпитаксия, лазерное и магнетронное распыление 505.5 KB
  Лекция 3. Понятие эпитаксии. Молекулярнолучевая эпитаксия лазерное и магнетронное распыление Методы получения наноструктур. Эпитаксия. Исследование искусственно созданных полупроводниковых сверхрешеток и квантовых ям с характерными размерами порядка длины своб
19075. Основы литографических процессов. Фотолитография 101.5 KB
  Лекция 4. Основы литографических процессов. Фотолитография В технологии микроэлектронных устройств литографические процессы универсальны и наиболее часто повторяемы. Они используются для получения контактных и прецизионных масок. Литографические процессы формирую...
19076. Электрические методы измерения. Классический эффект Холла 137 KB
  Лекция 5. Электрические методы измерения. Классический эффект Холла. К электрическим методам измерения относятся измерения вольтамперных характеристик эффекта Холла вольтфарадных характеристик. Вольтамперные характеристики измеряются двухконтактным и четыре...
19077. Принципы резонансного туннелирования. Резонансно-туннельный диод (РТД) на двух-барьерных и трех-барьерных структурах. Вольт-амперные характеристики РТД. Генерация излучения на РТД 745 KB
  Лекция 6 Принципы резонансного туннелирования. Резонанснотуннельный диод РТД на двухбарьерных и трехбарьерных структурах. Вольтамперные характеристики РТД. Генерация излучения на РТД. Введение В последнее время бурно развивается новая область науки физик