Рассчитаем параметры Г-образного четырёхполюсника, из которого составим RLC-контур.
Рис.1. Г-образный четырёхполюсник
Рассчитаем А-параметры Г-образного четырёхполюсника:
Рассчитаем L1,C1,R для последовательного RLC-контура:
Рис.2. Последовательный RLC-контур
,
,
3. Рассчитаем сопротивление резистора R2=Z2:
Т.к. , а
,то
4. Составим передаточную функцию инвертирующего усилителя:
5. Составим передаточную функцию RLC-контура:
Передаточная функция RLC контура:
6. Получим передаточную функцию устройства А:
7. Составим передаточную функцию устройства А с ОС:
8. Составим передаточную функцию устройства В:
9. АЧХ и ФЧХ инвертирующего усилителя:
Описание схемы в PSpice:
INV
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 10320
.AC DEC 100 1K 200K
.PROBE
.END
Рис.3. Инвертирующий усилитель
Рис.4. АЧХ и ФЧХ инвертирующего усилителя.
- теоретическое
- практическое
10. АЧХ и ФЧХ RLC – контура:
Описание схемы в PSpice:
RLC
V1 1 0 AC 1
L1 1 2 39.5U
C1 2 3 15.9N
R4 3 0 86.6
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.5. Последовательный RLC -контур
Рис.5. АЧХ и ФЧХ RLC-контура.
Полоса пропускания: 330 кГц
Резонансная частота:
- теоретическое
- практическое
11. АЧХ и ФЧХ для устройства А:
Описание схемы в PSpice:
inv_RLC
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 10320
L1 3 4 38.5U
C1 4 5 15.9N
R4 5 0 86.6
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.6. Устройство А.
Рис.7. АЧХ и ФЧХ устройства А.
Полоса пропускания: 370 кГц
Резонансная частота:
- теоретическое
- практическое
АЧХ и ФЧХ для устройства А с обратной связью.
Описание схемы в PSpice:
inv_RLC_OS
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 10320
R3 2 5 10320
L1 3 4 38.5U
C1 4 5 15.9N
R4 5 0 86.6
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.8. Устройство А с обратной связью.
|
Рис.9. АЧХ и ФЧХ устройства А с обратной связью.
Полоса пропускания: 726 кГц
Резонансная частота:
- теоретическое
- практическое
13. АЧХ и ФЧХ для устройства В с обратной связью:
Описание схемы в PSpice:
B_OS
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 10320
R3 7 2 8660
L1 3 4 38.5U
C1 4 5 15.9N
R4 5 0 86.6
R5 5 6 8660
R6 7 6 8660
E2 7 0 6 0 1Meg
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.10. Устройство В с обратной связью.
Рис.11. АЧХ и ФЧХ устройства В с обратной связью.
Полоса пропускания: 98 кГц
Резонансная частота:
14. Проделаем всё тоже самое только для случая :
Т.к. , то
15. АЧХ и ФЧХ для инвертирующего усилителя:
Описание схемы в PSpice:
INV
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 8660
.AC DEC 100 1K 200K
.PROBE
.END
Рис.12. Инвертирующий усилитель
Рис.13. АЧХ и ФЧХ для инвертирующего усилителя
- теоретическое
- практическое
16. АЧХ и ФЧХ RLC – контура:
Описание схемы в PSpice:
RLC
V1 1 0 AC 1
L1 1 2 39.5U
C1 2 3 15.9N
R4 3 0 86.6
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.14. Последовательный RLC -контур
Рис.15. АЧХ и ФЧХ RLC-контура.
Полоса пропускания: 330 кГц
Резонансная частота:
- теоретическое
- практическое
17. АЧХ и ФЧХ для устройства А:
Описание схемы в PSpice:
inv_RLC
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 8660
L1 3 4 38.5U
C1 4 5 15.9N
R4 5 0 86.6
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.16. Устройство А.
Рис.17. АЧХ и ФЧХ устройства А.
Полоса пропускания: 360 кГц
Резонансная частота:
- теоретическое
- практическое
АЧХ и ФЧХ для устройства А с обратной связью.
Описание схемы в PSpice:
inv_RLC_OS
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 8660
R3 2 5 8660
L1 3 4 38.5U
C1 4 5 15.9N
R4 5 0 86.6
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.18. Устройство А с обратной связью.
|
Рис.19. АЧХ и ФЧХ устройства А с обратной связью.
Полоса пропускания: 727 кГц
Резонансная частота:
- теоретическое
- практическое
19. АЧХ и ФЧХ для устройства В с обратной связью:
Описание схемы в PSpice:
B_OS
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 8660
R2 3 2 8660
R3 7 2 8660
L1 3 4 38.5U
C1 4 5 15.9N
R4 5 0 86.6
R5 5 6 8660
R6 7 6 8660
E2 7 0 6 0 1Meg
.AC DEC 100 1K 10000K
.PROBE
.END
Рис.20. Устройство В с обратной связью.
Рис.21. АЧХ и ФЧХ устройства В с обратной связью.
Полоса пропускания: 3 кГц
Резонансная частота:
Вывод
Мы исследовали влияние обратной связи на частотные характеристики электрических цепей.
Составим сводную таблицу:
![]() | ![]() | |||
Теоретическое | Практическое | Теоретическое | Практическое | |
Инверт-е устройство | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Послед-й RLC контур |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Устройство А | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Устройство А с ОС | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Устройство В с ОС | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Мы видим, что все значения полученные экспериментально приблизительно сходятся с теоретическими.
Устройство А с отрицательной обратной связью, так как U уменьшается и увеличивается полоса пропускания.
Устройство В с положительной обратной связью, так как U увеличивается и уменьшается полоса пропускания.
Можно также типы обратной связи определить из схемы:
Рис.22. Устройство В с обратной связью.