Examinarea Differentiator activ.
Scopul lucrării. Pentru a studia structura și funcționarea Differentiator active.
Dobândi abilități de modelare pe calculator a dispozitivelor electronice, utilizând software-ul Electronics Workbench și abilitățile de experiment pe teren și de a lucra cu dispozitive radio. Cu ajutorul unui experiment natural pentru a confirma reprezentativitatea simularea pe calculator.
Aparatură și materiale: PC-486 model floppy 3,5``,
aspect diferențiator activ, un generator de frecvență joasă G3-112, două V3-38 milivoltmetru electronic (V3-13), dual-trace osciloscop S1-55, faza metru F2-4, doi conector tee coaxial 50 ohm cabluri coaxiale.
Scurt Teorie. Tu trebuie să conducă primul circuit de
ilustrând funcționarea amplificatorului de diferențiere. tensiunea de ieșire este derivat
forma tensiunii de intrare. Tensiunea la bornele condensatorului C1 este egală cu tensiunea de intrare U Rin. curent
care curge prin condensatorul C1 și feedback-ul rezistor R o, egală cu:
La ieșirea amplificatorului operațional creează o cădere de tensiune U afară. = -IR o. Din aceste relații rezultă:
U O = -R o C 1 dU dt Rin
Funcția de transfer a unui amplificator de diferențiere este dată de: K (jω) = - jωC 1 R o.
diferențiator activ are un avantaj imens față de pasiv. El este aproape de diferentiator ideal este mai puternică, cu atât mai mare câștigul de tensiune a amplificatorului operațional în ea. În același timp, circuitul de diferențiere constantă de timp este redusă cu un factor egal cu câștigul de tensiune de amperi op. Este logic să se introducă o așa-numită permanent redusă
feedback negativ furnizat de la ieșire la intrarea inversoare a amplificatorului operațional și R Rin - rezistență, limitarea curentului de intrare la intrarea inversoare.
diferențiator noastră reală activă este de diferențiere amplificator și este construit pe baza amplificatorului operațional
μA741 (140UD7), precum și toate celelalte dispozitive electronice, în această lucrare tezei. Mai jos diagrama sa de circuit.
Fereastra Electronics Workbench v.5.12 de lucru
se pare ca.
Acum, uita-te sub formă de undă ale semnalelor de intrare și ieșire. Intrare - meandru albastru furnizat de generatorul de funcții. În partea de jos a ecranului arată ieșirea roșu - răspunsul nostru diferențiator în acțiunea de intrare.
Deci, pare diferențiată val pătrat - sub forma unor vârfuri ascuțite care corespund fronturile față și din spate ale impulsurilor. Acest lucru este explicat după cum urmează: Instrumente financiare derivate - este rata de schimbare a semnalului. Prin diferențierea semnalului, vom crește viteza de schimbare a semnalului, adică crește amplitudinea componentelor de înaltă frecvență ale spectrului său armonice care definesc Prăvăliș margine. Cu alte cuvinte, există o creștere a ratei de schimbare a semnalului, iar energia este redistribuit între armonici în favoarea componentelor de înaltă frecvență.
În acest oscilogram vedem rezultatul semnalului complet diferențiere la condensator la capacitatea de intrare egală cu 6800 pF. Schimbarea constanta de timp.
Se pare că semnalul diferențiată atunci când capacitatea condensator egală cu 0,022 microfarazi. Se observă că există o incompletă impulsuri de diferențiere.
Creșterea capacității condensatorului. Începând cu 0,15 uF sau mai multe impulsuri trec prin dispozitivul nostru nu este diferențiată deloc, și numai amplificarea amplitudine. În acest caz, diferențiator nostru funcționează ca un amplificator și un condensator acționează ca o separare.
Dezactivați frecvența și faza de răspuns, pentru a se asigura că diferențiator în combinație este un filtru highpass. S-a spus deja că redistribuie energia semnalului în favoarea componentelor de înaltă armonică.
Ordinea de performanță. În primul rând simularea pe calculator, și apoi - pe scară largă de experiment. Porniți computerul, descărcați programul EWB, deschideți „differentsiator.ewb activă“ fișier. Calea de fișier pentru a conduce C: \ Program Files \ Ewb512 \ Circuite \ schema \
differentsiator.ewb activ. Rulați procesul de simulare, făcând clic pe butonul din stânga al mouse-ului pe butonul amplasat în colțul din dreapta sus al ecranului. Activați osciloscopul făcând clic pe butonul din stânga al mouse-ului pe pictograma sa în schema și alegând «Deschidere» element din meniul pop-up (pentru a deschide). Y osciloscop ajusta viteza verticală de deflexie ray scanare, deplasarea axele X și Y, astfel încât este convenabil să se observe semnalele de la intrare și ieșirea circuitului. Parametrii meandru furnizat cu funcții de generator: frecvența de 50 Hz, 1B amplitudine.
Cauzarea meniul contextual făcând clic pe butonul din dreapta al mouse-ului pe condensator de intrare și selectarea «proprietățile componentei» element constant modifica capacitatea condensatorului, prin selectarea valorilor 6800 pF 0,022 uF și 0,15 uF. Ca modificări în acest tip de undă?
Utilizând fereastra «AC-frecvență» a «Analiza» meniuri
elimina răspuns de frecvență și fază a Differentiator cu fiecare dintre condensatori. În funcție de tipul de răspuns în frecvență, dovedesc că el este în același timp un filtru trece-sus.
ATENȚIE! Înainte de terminarea EWB PROGRAM pentru a reduce daunele modificările aduse schema DOSARUL SCHEMELOR în activitatea de laborator, ANULEAZĂ orice opțiune aceste modificări selectate «Reveniți la SALVATE» (RETURN TO salvate) în
MENIU «FILE», sau pentru a solicita «SAVE modificările ...? (Salvați modificările într-o anumită schemă) RĂSPUNS
Acum vom trece la experimente pe scară largă. Este necesar să se conecteze aspectul diferențiator activ la unitatea de alimentare. Pentru intrarea și ieșirea unui diferențiator activ conecta un osciloscop. Y osciloscop ajusta viteza verticală de deflexie ray scanare, deplasarea axele X și Y, astfel încât este convenabil să se observe semnalele. Rotiți comutatoarele mânerul și vafele
inclusiv diferite condensatori în circuit de diferențiere, urmăriți pentru schimbări în imaginea de pe ecranul osciloscopului. Comparați rezultatele experimentului de teren și simularea pe calculator.
Acum este necesar să se elimine de trei ori mai mare decât frecvența de răspuns la diferite poziții galetnogo setarea comutatorului de pe intrare diferențiator semnal armonic generator de G3-112 cu un nivel constant prin controlul primei milivoltmetru și măsurarea nivelului de ieșire al doilea V3-38 milivoltmetru electronic la frecvențe
10100, 1000 Hz, 1, 10, 20, 200, 500 kHz
Folosind nivelul criteriului