Министерство образования Республики Беларусь

Международный государственный экологический

университет им.

Факультет мониторинга окружающей среды

Кафедра экологических информационных систем

Лабораторный практикум

«Система моделирования и анализа электрических схем

Electronics Workbench»

по курсу "ЭЛЕКТРОНИКА"

Минск

2003

1. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ............................................................................................. 3

1.1. Анализ амплитудных спектров периодических сигналов................................................................................... 3

1.2.Синтез периодических сигналов.................................................................................................................................. 5

2. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ПОСТОЯННЫМИ ПЕАРАМЕТРАМИ................................................................................ 6

2.1. RC-цепи интегрирующего типа (фильтров нижних частот)........................................................................... 6

2.2. RC-цепи дифференцирующего типа (фильтров верхних частот).................................................................. 7

2.3. Разделительные RC-цепи.......................................................................................................................................... 8

2.4.Последовательный колебательный контур.......................................................................................................... 8

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

2.5.Параллельный колебательный контур.................................................................................................................. 9

3. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ............................................................ 11

3.1. Усилительный каскад с ОЭ.................................................................................................................................... 11

3.1.5. Снятие амплитудной характеристики каскада..................................................................................... 13

3.2. Усилительный каскад с ОБ.................................................................................................................................... 13

3.3.Усилительный каскад с ОК..................................................................................................................................... 14

4. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ...................................................................................................................... 16

4.1. RC-каскад с отрицательной последовательной обратной связью по току............................................. 16

4.2. RC-каскад с отрицательной параллельной обратной связью по напряжению...................................... 16

4.3. Избирательный усилитель..................................................................................................................................... 17

5. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ................................................................................................................................ 19

5.1. Измерение напряжения смещения Uсм............................................................................................................... 19

5.2. ОУ без обратной связи............................................................................................................................................ 19

5.3. Инвертирующий усилитель................................................................................................................................... 20

5.4. Неинвертирующего усилителя............................................................................................................................. 21

5.5. Суммирующий усилитель...................................................................................................................................... 22

5.6. Интегратор на ОУ..................................................................................................................................................... 22

5.7. Исследование дифференциатора на ОУ............................................................................................................ 23

6. ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ................................................................................................ 24

6.1. RC-генератор с мостом Вина................................................................................................................................ 24

6.2. RC-генератор с трехзвенной фазосдвигающей цепью................................................................................... 25

7. ЛИНЕЙНЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С ПОСТОЯННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.................................... 28

7.1. Аналоговые перемножители................................................................................................................................. 28

7.2. Получение и детектирование амплитудно-модулированных сигналов................................................... 29

7.3. Получение и детектирование колебаний с балансной амплитудной модуляцией............................... 30

7.4. Преобразования частоты....................................................................................................................................... 30


1. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ

1.1. Анализ амплитудных спектров периодических сигналов

1.1.1. Анализ амплитудного спектра гармонического сигнала

1.1.1.1. Запустите Electronics Workbench. Перенесите на рабочую область Electronics Workbench генератор испытательных сигналов (Function Generator) и осциллограф (Oscilloscope).

1.1.1.2. Соберите схему в соответствии с рис.1.1 и сохраните его под именем 1_1.ewb. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования гармонического сигнала f = 1кГц с амплитудой, равной 1В.

1.1.1.3. Получите осциллограмму выходного сигнала генератора испытательных сигналов и измерьте амплитуду сигнала, его период и рассчитайте частоту.

1.1.1.4. Выполните спектральный анализ (Фурье-анализ) выходного сигнала генератора испытательных сигналов.

1.1.1.5. По полученному спектру исследуемого сигнала измерьте его частоту.

1.1.2. Анализ амплитудного спектра последовательности прямоугольных импульсов

1.1.2.1. Откройте файл 1_1.ewb. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования последовательности положительных прямоугольных импульсов с частотой следования f = 1кГц, скважностью, равной 2.

1.1.2.2. Запишите аналитические выражение для амплитудного спектра последовательности прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2. По полученному выражению определите спектральный состав исследуемого сигнала.

1.1.2.3. Выполните спектральный анализ последовательности прямоугольных импульсов, формируемых генератором испытательных сигналов. Сравните полученный амплитудный спектр с результатом, полученным в п.1.1.2.2.

Сделайте вывод о влиянии постоянной составляющей сигнала на его амплитудный спектр. Проверьте экспериментально сформулированное Вами предположение.

1.1.2.4. Выполните спектральный анализ последовательности положительных прямоугольных импульсов с частотой следования f=1кГц и скважностью, равной 4. Сравните полученный амплитудный спектр с результатом, полученным в п.1.1.2.3.

Сделайте вывод о влиянии скважности последовательности прямоугольных импульсов на ее амплитудный спектр.

1.1.3. Анализ амплитудного спектра последовательности импульсов треугольной формы

1.1.3.1. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования последовательности импульсов треугольной формы с частотой следования f=1кГц и с нулевой постоянной времени.

1.1.3.2. Выполните спектральный анализ выходного сигнала генератора испытательных сигналов. Сравните полученный результат с амплитудным спектром последовательности прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2.

1.1.4. Анализ амплитудного спектра амплитудно-модулированного сигнала

1.1.4.1. Откройте файл 1_1.ewb. Замените генератор испытательных сигналов источником амплитудно-модулированного сигнала. Установите частоту несущего колебания, равной 10кГц, частоту модулирующего колебания – 1кГц, коэффициеннт модуляции - 0.3.

1.1.4.2. Получите осциллограмму амплитудно-модулированного сигнала и рассчитайте по осциллограмме коэффициент модуляции. Сравните полученное значение со значением, заданным в п.1.1.4.1.

1.1.4.3. Выполните спектральный анализ исследуемого сигнала. По полученному спектру рассчитайте коэффициент модуляции и определите ширину спектра исследуемого сигнала.

1.1.4.4. Выполните пункт 1.1.4.3 для амплитудно-модулированного колебания с коэффициентом модуляции, равным 0.8.

1.1.4.5. По полученным результатам оцените влияние коэффициента модуляции на спектральный состав амплитудно-модулированного сигнала и на ширину его спектра.

1.1.4.6. Выясните влияние частоты модулирующего колебания на спектральный состав амплитудно-модулированного колебания и на ширину его спектра.

1.1.5. Анализ амплитудного спектра частотно-модулированного сигнала

1.1.5.1. Откройте файл 1_1.ewb. Замените источник амплитудно-модулированного сигнала источником частотно-модулированного сигнала. Установите частоту несущего колебания, равной 10кГц, частоту модулирующего колебания – 1кГц, индекс модуляции - 5.

1.1.5.2. Получите осциллограмму частотно-модулированного сигнала.

1.1.5.3. Выполните спектральный анализ исследуемого сигнала.

1.1.5.4. Выполните пункт 1.1.5.3 для частотно-модулированного сигнала с индексом модуляции, равным 0.1.

1.1.5.5. По полученным результатам оцените влияние индекса модуляции на спектральный состав частотно сигнала и на ширину его спектра.

1.2.Синтез периодических сигналов

1.2.1. Откройте файл 1_2.ewb, в котором приведена схема синтезатора периодических сигналов (рис.1.2). Схема содержит семь генераторов гармонических колебаний U1 ÷ U7, источник постоянного напряжения U0 и сумматор аналоговых сигналов, реализованный на операционном усилителе LM741. В качестве генераторов гармонических сигналов используются идеальные источники переменного напряжения. Для этих генераторов предусмотрена возможность установки напряжения (Voltage), частоты (Frequency) и начальной фазы (Phase) синусоидального сигнала.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6