Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Звіт Про виконання Лабораторної роботи №4 З дисципліни «Основи автоматизації та проектування РЕА» На тему: “Частотний аналіз електронних схем” Львів-2010 Мета роботи: Навчитись розраховувати вторинні параметри електронних схем. Завдання до лабораторної роботи: 1. Визначити коефіцієнт передачі за напругою з входу на вихід для схеми фільтра,зображеного на рис.4. 2. Розрахувати за формулами основні характеристики фільтра. 3. Вибрати умови аналізу і порівняти одержані результати з розрахованими. Визначити з графіка максимальний коефіцієнт передачі, добротність, смугу пропускання. 4. Визначити частоту зрізу та частоту на якій коефіцієнт передачі максимальний. 5. Визначити відносну зміну характерних точок АЧХ і ФЧХ у діапазоні температур -20°-+40°С та розкидом параметрів деяких елементів(R2, RЗ, С1 та С2) в межах від 0,2х до 2х їхніх значень.
Рис.4. Смуговий фільтр із складним від'ємним зворотнім зв'язком. Параметри елементів схеми: С=С1=С2=1 мкФ, R1=кІ*10 кОм, R2=кІ*10 Ом, RЗ=кІ*100 кОм . Коефіцієнт передачі схеми на резонансній частоті: Кu=-R3/2*R1, Добротність: Q=π*RЗ*С*fr , Ширина смуги пропускання: ∆f =( π*RЗ*С)-1, Резонансна частота: fг= (R1+R2/R1*R2*RЗ)1/2*(2*π*С)-1. 6. Зробити висновки про лабораторну роботу. Визначаємо коефіцієнт передачі за напругою з входу на вихід для схеми фільтра, зображеного на рис.4.: Кu=- кІ*100 кОм/2* кІ*10 кОм=-5. Розраховуємо за формулами основні характеристики фільтра: Q=40.7; ∆f=0.118 Гц; Fr=4.8 Гц. Вводимо схему у ППП «Місгосар-8» із параметрами елементів згідно свого варіанту. Заходимо на панелі інструментів в меню «Аналіз» вибираємо пункт «Частотні характеристики». Дальше заповнюємо потрібні умови частотного аналізу і натискаємо клавішу «запуск»

Отримаємо такий графік:
Резонансна частота = 4.8 Гц, Смуга пропускання = 4.742- 4.86 = 0.118 Гц, Коефіцієнт передачі за напругою = 5. Як бачимо з графіка, резонансна частота (4.8 Гц) та смуга пропускання (0.118 Гц) повністю співпадають із обчисленими за формулами значеннями. Нижня частота зрізу = 4.742Гц , Верхня частота зрізу = 4.86 Гц, Максимальний коефіцієнт передачі = 5. Визначимо відносну зміну характерних точок АЧХ і ФЧХ у діапазоні зміни температур від -20С0 до +40С0. Робимо резистор R2 температуро залежним, для цього виберемо один із вже готовими параметрами температурної залежності, що є у базі даних програми. Всі наступні елементи будемо зрівнювати таким же чином. Температурну залежність елементів можна також задавати самому заповнивши значення нижніх пунктів.
Заходимо в частотний аналіз, вказуємо діапазон зміни температури і запускаємо аналіз.
Робимо резистор R3 температуро залежним і повторяємо аналіз за тією ж схемою:
Робимо конденсатор С1 температуро залежним:
Робимо конденсатор С2 температуро залежним і повторюємо аналіз за тією ж схемою:
По спостерігаємо як зміняться АЧХ і ФЧХ при зміні параметра кожного елемента від 0.2Х до 2Х його номінального значення. Спочатку змінюємо резистор R3. Для цього в меню розрахунку частотних характеристик схем оберемо пункт «По крокам»
Дальше, у вікні «По крокам» вибираємо елемент, який хочемо змінювати, вказуємо нижню межу параметру, верхню межу та крок, з яким потрібно рахувати зміну значення вибраного елемента:
Отримаємо наступний графік:
Аналогічно проводимо аналіз схеми змінюючи параметр резистора R2:
Аналогічно проводимо аналіз змінюючи параметр конденсатора С1:
Аналогічно проводимо аналіз схеми змінюючи параметр конденсатора С2:
Висновок: На даній лабораторній роботі ми провели широкий аналіз електронного кола, визначили графічним методом ряд вторинних параметрів, таких як коефіцієнт передачі за напругою, смугу пропускання, визначили резонансну частоту. Ми також побачили, що результати, які видала програма, співпадають із обчисленими за формулами. Спостерігали зміну АЧХ та ФЧХ при розкиді параметрів кожного вибраного на наш погляд елемента. Дослідили вплив вибраних елементів кола на його характеристику при зміні температури в зазначеному діапазоні.