Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника»




НазваниеМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника»
страница2/9
Дата публикации27.01.2014
Размер0.78 Mb.
ТипМетодические указания
uchebilka.ru > Информатика > Методические указания
1   2   3   4   5   6   7   8   9
^



  1. Лабораторная работа №2

«Пассивные преобразователи сигналов»




2.1 Цель работы



Экспериментально исследовать основные схемы пассивных преобразователей электрических сигналов.
2.2 Основные положения
Электрические цепи, в которых нет источников пополнения электрической энергии сигнала, называются пассивными. Такие цепи строятся из последовательно или параллельно включенных резисторов, конденсаторов и (или) катушек индуктивностей (RLC-цепи). В интегральной технологии изготовление индуктивностей затруднено, поэтому наиболее распространенными являются RC-цепи. Типовыми пассивными преобразователями являются:

- делитель напряжения;

- сумматор токов (напряжений);

- интегрирующие RC-цепи;

- дифференцирующие RC-цепи;

- пассивные RC-фильтры.

Очевидно, что усиление сигнала в таких цепях неосуществимо, хотя увеличение некоторых его параметров вполне возможно.
2.2.1 Делитель напряжения
Схема делителя напряжения (рисунок 2.1) состоит из нескольких последовательно включенных резисторов. В приведенной схеме приняты следующие обозначения: Uвх - входное напряжение делителя; Uвых - выходное напряжение делителя; I1,I2 - токи в цепи делителя; I3 - ток в цепи нагрузки; R1,R2 - сопротивления цепи делителя напряжения; R3 - сопротивление нагрузки делителя напряжения. При условии R3 >> R2, ток в цепи нагрузки пренебрежимо мал и ток в цепи делителя

I = Uвх/(R1+R2),
выходное напряжение равно падению напряжения на резисторе R2
Uвых = I*R2 = Uвх*R2/(R1+R2) = k*Uвх ,

Где (k < 1).

При сопротивлении нагрузки, сравнимом с R2, сопротивление нижней ветви делителя

Rэ = R2//R3 = R2*R3/(R2+R3),

ток в цепи делителя

I = Uвх/(R1+Rэ).


^

Рисунок 2.1 – Делитель напряжения



В этом случае выходное напряжение
Uвых = I*Rэ = Uвх*Rэ/(R1+Rэ) = k1*Uвх, (k1 = f(R3)).
2.2.2 Сумматор токов (напряжений)
Сумматор токов (напряжений) используется для получения суммы нескольких сигналов. Схема сумматора двух сигналов приведена на рисунке 2.2.

При условии, что Rн >> R3, результирующее напряжение:
Uвых = U3 = I3*R3 = (I1+I2)*R3,
где I1 = (Uвх1 - Uвых)/R1, I2 = (Uвх2 - Uвых)/R2.
Таким образом,

Рисунок 2.2 – Сумматор токов
Uвых*(1+R3/R1+R3/R2) = Uвх1*R3/R1 + Uвх2*R3/R2.
Uвых = (Uвх1*R2*R3+Uвх2*R1*R3)/(R1*R2+R3*R2+R3*R1),
т.е. Uвых = k1*Uвх1 + k2*Uвх2, (k1<1, k2<1).



2.2.3 Пассивные RC-цепи
На базе RC-цепей строятся интегрирующие и дифференцирующие цепи, фильтры и другие узлы электронных устройств.

Схема интегрирующей цепи представлена на рисунке 2.3. При подаче на вход такой цепи импульсного воздействия, выходное напряжение будет изменяться в соответствии с выражением
Uвых(t) = E(1 - exp(-t/)),
где Е - амплитуда импульсного воздействия,  = R*C - постоянная времени цепи.

При подаче на вход интегрирующей цепи периодической последовательности импульсов, вид выходного сигнала будет определяться соотношением постоянной времени цепи  и длительности импульса tи и паузы tп.

Если  << tи, то за время действия импульса переходные процессы успеют завершиться и выходное напряжение будет иметь форму входных импульсов с "заваленными" фронтом и спадом (рисунок 2.5,а).

Если  >> tи, то за время действия импульса выходное напряжение изменится несущественно, и за счет перезарядных процессов в течение нескольких периодов входного сигнала установится на уровне, соответствующем среднему за период значению входного сигнала (рисунок 2.5,б).

Рисунок 2.3 – Интегрирующая RC- цепь
Частотные свойства интегрирующей цепи при подаче на вход гармонического сигнала описываются его амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и фазо-частотной характеристикой (ФЧХ).

Амплитудно-частотная характеристика такой цепи имеет вид:
K() = 1/(1 + 1/(*R*C)2)1/2,
а фазо-частотная характеристика: () = -arctg(*R*C).
Эти зависимости представлены на рисунках 2.7 а),б) соответственно.

Таким образом, интегрирующую цепь можно рассматривать как простейший фильтр нижних частот (ФНЧ), предназначенный для передачи без искажений сигналов нижних частот от 0 до ср = 1/(R*C) {fср = 1/(2**R*C)} и подавления (ослабления) сигналов верхних частот выше ср (fср).

Схема дифференцирующей цепи представлена на рисунке 2.4.
^

Рисунок 2.4 – Дифференцирующая RC- цепь




Изменение выходного напряжения такой цепи при подаче импульсного воздействия описывается выражением
Uвых(t) = E*exp(-t/),
где E - амплитуда импульса,  - постоянная времени цепи.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика»
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Компьютерная графика» (для студентов, обучающихся по направлению...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине 
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Водоснабжение (для студентов 4 курса всех форм обучения специальности...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника»
Методические указания к выполнению лабораторных работ и контрольных заданий по дисциплине "Электромагнитная техника". Раздел "Электромагнитные...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «прикладная гидроэкология»
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Прикладная гидроэкология» (для студентов 3 курса дневной формы...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу "Технологические основы машиностроения" для студентов специальности...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Физика” для студентов всех специальностей (Разделы: “Механика”,...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания по выполнению Самостоятельной работы по дисциплине...
Основную роль в овладении учебной дисциплиной играет самостоятельная работа студентов

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
Компьютерная инженерия” (для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 091501 “Компьютерные системы и сети”, 091502...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «вычислительная...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Вычислительная техника и программирование», (для студентов 2 курса...

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная электроника и схемотехника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Физические...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Физиче­ские свойства и методы исследования» /Составитель В. А. Пчелинцев....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<