А.В. Журавлёв, Ю.И. Кузнецов, Л.Г. Прохоров и др. - Практикум по радиофизике (1119799)
Текст из файла
Московский государственный университетимени М.В. ЛомоносоваФизический факультетА.В. Журавлев, Ю.И. Кузнецов, Л.Г. Прохоров, А.Г. Ржанов,С.Е. Стрыгин, В.М. ШахпароновПРАКТИКУМ ПО РАДИОФИЗИКЕ.ЧАСТЬ 1Москва 2017 г.УДК 621.375.123:621.382.333ISBN: 978-5-9500104-0-8А.В. Журавлев, Ю.И. Кузнецов, Л.Г. Прохоров, А.Г. Ржанов,С.Е. Стрыгин, В.М. Шахпаронов ”Практикум по радиофизике. Часть 1.” – М.: Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова,2017г. - 76с.Учебное пособие представляет собой развернутое описание лабораторных работдля практикума по радиофизике (раздел ”Аналоговые сигналы”), поддерживающийобязательный учебный курс ”Радиофизика” для студентов 3 курса физического факультета МГУ им.
М.В. Ломоносова. В пособие включены следующие лабораторныеработы: ”RC-цепи”, ”Усилитель низкой частоты на биполярном транзисторе”, ”Операционный усилитель” и ”RC-генератор”. Каждая работа содержит подробное теоретическое введение, описание практических упражнений и списки контрольных вопросови литературы. Учебное пособие является важной составной частью основных образовательных программ профессиональной подготовки бакалавров (и специалистов)по специальностям ”Физика” и ”Астрономия”.
Авторы выражают глубокую благодарность профессорам кафедры физики колебаний С.П. Вятчанину и И.А. Биленко, атакже доценту кафедры фотоники и физики микроволн Н.А. Сухаревой за активное участие в подготовке и совершенствовании пособия. Пособие предназначено длястудентов и преподавателей физико-математических специальностей.Утверждено Ученым советом физического факультетаМГУ им. М.В.
ЛомоносоваРецензенты: доктор физ.-мат. наук, профессор А.Ф. Александров,кандидат физ.-мат наук, доцент А.Ф. Королёв.Объем 6 п.л.Тираж 40 экз.Заказ №Отпечатано в отделе оперативной печати физического факультетаМГУ им. М.В.Ломоносова2ОГЛАВЛЕНИЕЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. RC-ЦЕПИ61.Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .62.Частотные характеристики RC-цепей . . . . . . . . . . . . . .72.1.RC-цепь с омическим выходом . . . . . . . . . . . . . .82.2.RC-цепь с емкостным выходом . . . . . . . . . . . . . .102.3.Интегрирующие и дифференцирующие RC-цепи . . . .11Переходные характеристики RC-цепей . . . . . . . . . . . .
. .123.1.Переходные характеристики . . . . . . . . . . . . . . .123.2.Отклик RC-цепей на прямоугольные импульсы . . . . .143.4.Цепь Вина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165.Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .175.1.Измерение АЧХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175.2.Изучение прохождения прямоугольного импульса . . .185.3.Измерение АЧХ и изучение прохождения прямоугольного импульса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185.4.Интегрирование сигналов . . . . . . . .
. . . . . . . . .195.5.Измерение квазирезонансной частоты цепи Вина . . .196.Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197.Cодержание отчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2. УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫНА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ211.Введение . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .212.Полупроводники, типы проводимостей, p-n переход. . . . . . .223.Биполярные транзисторы. Принцип работы n-p-n транзисто-4.ра в активном режиме. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24Однокаскадный усилитель низкой частоты. . . . . . . . . . . .2635.Выбор режима работы транзистора . .
. . . . . . . . . . . . .286.Эквивалентная схема транзистора . . . . . . . . . . . . . . . .317.Коэффициент усиления, входное и выходное сопротивленияусилительного каскада . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .328.Частотный диапазон усилителя . . . . . . . . . . . . . . . . . .359.Практическая часть . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .369.1.Расчет однокаскадного усилителя напряжения на биполярном транзисторе по заданным параметрам . . . .36Наладка схемы и методика измерений . . . . . . . . . .3710. Контрольные вопросы . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .3911. Содержание отчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ411.Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .412.Операционные усилители .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .423.Обратные связи в усилителях . . . . . . . . . . . . . . . . . . .444.Схемы на основе операционных усилителей . . . . . . . . . . .475.Частотные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .525.1.Частотные характеристики ОУ .
. . . . . . . . . . . . .525.2.Полоса усиления и граничные частоты усилителей . . .54Практическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .556.1.Измерение частоты единичного усиления. . . . . . . . .556.2.Расчет усилителя на основе ОУ566.3.Измерение АЧХ и ФЧХ усилителя с обратной связью9.2.6.. . . . . . . . . . . . .на основе ОУ . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.4.57Сравнение экспериментальных данных с теоретическими 577.Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .588.Cодержание отчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .584ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4. RC-ГЕНЕРАТОР591.Краткие сведения о генераторах электрических колебаний . .592.RС-генератор с цепью Вина . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .623.Практическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .714.Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71Приложение A: Расчет частотных характеристик усилителей с обратной связью . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73Приложение Б: Монтажная плата . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .765ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1RC-ЦЕПИЦелью данной лабораторной работы является изучение характеристик интегрирующих и дифференцирующих RC-цепей, исследованиевлияния этих цепей на импульсы прямоугольной формы. Также изучаются характеристики RC-цепи Вина.1.
ВведениеВ настоящее время RC- и RL-цепочки широко применяются в технике. С их помощью можно интегрировать или дифференцировать электрические сигналы, формировать рабочую полосу частот электронныхустройств и выполнять другие полезные операции. В настоящей работеприменение таких цепочек будет проиллюстрировано на примерах RCцепочек с омическим и емкостным выходами. Например, в физическихприборах RC-цепочка с емкостным выходом часто встраивается в конечном каскаде усилителей (см. подробно в лабораторной работе ”Операционный усилитель”).
С помощью этой цепочки добиваются сглаживания или, как иногда говорят, интегрирования разного рода сигналов.Характеристикой, описывающей это сглаживание, является постояннаявремени цепи τ = RC. При выборе оптимальных условий измеренийв эксперименте, таких как скорость и точность измерений, постояннаявремени цепи играет важную роль. Отметим, что все выводы данной работы будут также справедливы и для RL-цепей, где постоянная времениравна τ = L/R.Стоит напомнить, что электрические цепи состоят из активных и пассивных элементов. Активные элементы (биполярные и полевые транзисторы, усилители и др.) способны усиливать мощность колебаний, подводимых к ним. Пассивные элементы могут лишь изменить форму элек6трических сигналов, не увеличивая их мощность.
К пассивным элементам, с одной стороны, относятся резисторы (активные сопротивления R,измеряются в омах - Ом), а с другой стороны, создающие реактивныесопротивления катушки индуктивности (индуктивности L, измеряютсяв генри - Гн) и конденсаторы (емкости C, измеряются в фарадах - Ф).Известно [1, 3, 4], что любые непериодические сигналы U (t) можнопредставить в виде разложения по гармоническим составляющим в видеинтеграла Фурье +∞1 (ω)eiωtd ω.U (t) =(1)U2π −∞Интеграл Фурье содержит непрерывный набор гармонических компо (ω) называют комплексным спектромнент. Комплексную функцию Uсигнала U (t).Свойства электрической цепи по изменению формы электрическихсигналов часто описываются разного рода характеристиками, к которым относятся: передаточная (частотная) характеристика, являющаясяоткликом цепочки на сигнал гармонической формы; переходная характеристика, являющаяся откликом цепи на единичный скачок (функцияХевисайда); импульсная характеристика, являющая откликом цепи наδ-импульс [1, 2, 3, 5].
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
