Воздействие импульсов на RC цепи

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования Российской федерации

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

Институт радиотехнических систем и управления

Кафедра радиотехнических и телекоммуникационных систем

Отчет

по лабораторной работе №1

«Воздействие импульсов на RC цепи»

по курсу «Импульсные устройства»

Вариант №1

Выполнил ст. гр. РТсо3-17

Королев Д. Г.

Проверил к.т.н. доц. каф. РТС

Литюк Л. В.

Таганрог 2019

Цель работы: исследование электрических процессов при прохождении импульсов различной формы через дифференцирующие, интегрирующие, укорачивающие и неискажающие цепи. Изучение процессов в устройстве с контуром ударного возбуждения.

[pic 1]

В первом случае рассмотрим дифференцирующую RC цепочку и воздействие на ее вход импульсов различной форы.

[pic 2]

Рис. 1. Дифференцирующая RC цепочка

Подадим прямоугольные импульсы на вход дифференцирующей цепи C1 R2 (Рис.1), укорачивающей цепи C2 R2 (Рис.2), неискажающей цепи C3 R2 (Рис.3) и снимем осциллограммы напряжений на их входах и выходах.

[pic 3]

Рис.1.

[pic 4]

Рис.2.

[pic 5]

Рис.3

Сравним длительности выходных импульсов искажающей и дифференцирующей цепи.

Построим диаграммы входных и выходных напряжений дифференцирующей цепи C1 R2 (Рис.5), укорачивающей цепи C2 R2 (Рис.6), неискажающей цепи C3 R2 (Рис.7) при искусственном увеличении внутреннего сопротивления генератора на величину R1.

[pic 8]

Рис.5.

[pic 9]

Рис.6.

[pic 10]

Рис.7.

В результате искусственного увеличения сопротивления генератора на величину R1 (10 кОм) произошло падение амплитуд выходных сигналов  соответственно в 3,2 раза  ( для дифференцирующей цепи, в 2,6 раза  ( для укорачивающей цепи и в 5,26 раза  ( для неискажающей цепи. Это связано с тем что, увеличение активного сопротивления цепи приводит к возрастанию постоянной времени. Это ограничивает возможность получения коротких импульсов. Кроме того, уменьшаются зарядный и разрядный токи конденсатора, что приводит к уменьшению выходного напряжения. Максимальное значение выходного напряжения находится из уравнения:[pic 11][pic 12][pic 13]

[pic 14]

Построим диаграммы входных и выходных напряжений дифференцирующей цепи при наличии паразитной емкости Cп (Рис.8).

[pic 15]

Рис.8.

Паразитная емкость играет роль только во время быстрых переходных процессов, связанных с формированием фронта и среза выходного импульса. В течение времени их протекания напряжение на относительно большой по сравнению с емкости С не успевает значительно измениться и емкость выполняет роль интегрирующего конденсатора.

Подадим пилообразное напряжение на вход RC цепочки (Рис.9) и снимем осциллограммы входных и выходных напряжений дифференцирующей (Рис.10) и неискажающей (Рис.11) цепей.

[pic 16]

Рис.9.

[pic 17]

Рис.10.

[pic 18]

Рис.11.

При подаче пилообразного напряжения на вход дифференцирующей RC цепи на выходе мы наблюдаем импульсы по форме напоминающие прямоугольные(Рис.11). Т.е. при уменьшении постоянной времени цепи (τ) форма выходных импульсов будет стремиться к более прямоугольной (связано с тем, что при уменьшении τ заряд конденсатора происходит очень быстро), и наоборот, при увеличении постоянной времени цепи (τ) выходное напряжение будет практически соответствовать входному (связано с тем, что скорость заряда конденсатора будет низкой, следовательно, конденсатор не будет успевать заряжаться), как в случае с неискажающей цепью (Рис.11).