Министерство образования и науки РФ
ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет им. Первого президента России Б.Н. Ельцина»
Физико-технический факультет
Кафедра «Радиохимии»
Расчетно-графическая работа (Вариант №9)
Преподаватель |
Кокорин А.Ф. |
Студент |
Силкина Т.В. |
Группа |
Фт-38121 |
Екатеринбург
2010
Задание №1. Линейные rc цепи.
Линейные цепи электронных схем – это цепи составленные из элементов имеющих линейные вольтамперные характеристики. К таким элементам относятся:
сопротивление (конкретная реализация – резистор); для них зависимость тока I от напряжения U определяется законом Ома: , с параметром R – сопротивление.
емкость (конкретная реализация – конденсатор); зависимость тока I от напряжения U определяется первым законом коммутации: , с параметром C – емкость.
индуктивность (конкретная реализация – катушка индуктивности); зависимость тока I от напряжения U определяется вторым законом коммутации: , с параметром L – индуктивность.
Также к линейным элементам относятся источники тока и источники напряжения, усилители в режиме усиления малого сигнала, трансформатор без насыщения.
К основным линейным пассивным RC цепям можно отнести:
фильтр нижних частот (интегрирующее звено);
фильтр верхних частот (дифференцирующее звено);
компенсированный делитель напряжения;
пассивный полосовой фильтр;
мост Вина-Робсона;
двойной Т-образный мост;
колебательный контур;
Исходные данные:
C мкФ |
R кОм |
R1 кОм |
R2 кОм |
C2 пФ |
0,047 |
20 |
75 |
5 |
50 |
Фильтр нижних частот
Это схема (рис.1), которая без изменений передает сигналы нижних частот, а на верхних частотах обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала и запаздывание фазы выходного сигнала относительно фазы входного сигнала.
Рис. 1.
Основные расчетные формулы:
постоянная времени:
в частотной области: ; ;
= 169 Гц – граничная частота.
во временной области: ), 0 t tи и ,tи t
при UвыхUвх и fследfв: - выделение постоянной составляющей U0 при fследfв;
Расчет цепи:
Таблица расчетов:
f, Гц |
К |
ϕ, рад |
0,1 |
1 |
-0,00059 |
1 |
0,999983 |
-0,00591 |
5 |
0,999564 |
-0,02952 |
10 |
0,99826 |
-0,05899 |
20 |
0,993096 |
-0,11758 |
30 |
0,984663 |
-0,17537 |
40 |
0,97321 |
-0,23199 |
50 |
0,959055 |
-0,28715 |
60 |
0,942566 |
-0,34056 |
70 |
0,924134 |
-0,39203 |
80 |
0,904153 |
-0,4414 |
90 |
0,883003 |
-0,48857 |
100 |
0,861036 |
-0,53349 |
200 |
0,646127 |
-0,8683 |
300 |
0,491504 |
-1,05698 |
400 |
0,389802 |
-1,17038 |
500 |
0,320737 |
-1,24429 |
600 |
0,271583 |
-1,29576 |
700 |
0,235097 |
-1,33348 |
800 |
0,207056 |
-1,36223 |
900 |
0,184883 |
-1,38484 |
1000 |
0,166938 |
-1,40307 |
1500 |
0,112164 |
-1,4584 |
2000 |
0,084355 |
-1,48634 |
2500 |
0,067571 |
-1,50317 |
3000 |
0,056348 |
-1,51442 |
На основании полученных данных построим АЧХ и ФЧХ
Переходная характеристика
График временной зависимости выходного напряжения строим по временной оси с масштабом, сравнимым с постоянной времени, на основе расчетных формул для временной области:
, t
, 0 t
Примем E = 1 В, = 3 мс