Влияние номиналов элементов на параметры схемы

Рисунок 5.1 – Влияние С1 = С2 на АХЧ

 

Рисунок 5.2 – Влияние С1 = С2 на ФХЧ

 

Рисунок 5.3 – Влияние R4 на АЧХ

Рисунок 5.4 – Влияние R4 на ФЧХ

Рисунок 5.5 – Влияние R2 на АЧХ

 

Рисунок 5.6 – Влияние R2 на ФЧХ

6. Составление полного и сокращённого унисторного графа схемы

Составим полный граф схемы согласно рассмотренным на лекции правилам. Для этого пронумеруем узлы схемы, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема с пронумерованными

 

При выборе элементов выбор пал на ряд Е24, так как это пятипроцентный ряд, что вполне достаточно для подобных схем. Операционный усилитель был заменен на другой, так как аналога, данного в задании, не оказалось в библиотеке программы PSpice.

При расчёте выходного сопротивления ОУ было получено достаточно большое значение. Возможно, не совсем правильно делить выходное напряжение на выходной ток для определения данного параметра.

Для определения ω₁ было использовано правило, что произведение полосы пропускания на коэффициент усиления величина постоянная. В результате получили значение 20 Гц. Как видим, ОУ в разомкнутом состоянии ведет себя подобно интегратору.

Построив АХЧ фильтра, видим, что он применим до частоты 114 кГц. Так как это верхняя частота для данной схемы. Именно поэтому был исключён четвёртый блок в схеме замещения для большого сигнала.

Максимальный коэффициент усиления по напряжению составил около 9. Проанализировав схему, видим, что имеется две цепи ОС. Коэффициент ООС определяется сопротивлениями R3 и R4 и равен 1+R4/R3. Чему же равен коэффициент усиления ПОС – сказать тяжело.

По ФЧХ видим, что при нулевой частоте фазовый сдвиг равен 180⁰. Это связано с тем, что на нулевой частоте сопротивление ёмкостей велико, а значит, оно будет носить ёмкостной характер. Отсюда и 180⁰ (по 90⁰ от каждой ёмкости). При росте частоты сопротивление падает, а значит и уменьшается фаза.

Как видим, на низких частотах входная проводимость стремится к нулю. Так и должно быть, вить это фильтр высоких частот. С увеличением частоты проводимость растёт.

Увеличение ёмкостей С1 и С2 приводит к уменьшению нижней частоты и увеличению коэффициента усиления. Первое объясняется известной формулой ω = 1/(RC). Как видим из формулы, с росном С частота падает.

Второе, на вой взгляд, связано с тем, что при росте ёмкости падает её сопротивление и через неё увеличивается глубина ПОС.

Фаза, как видим, с ростом ёмкости падает быстрее. Это связано с уменьшение сопротивления ёмкости при увеличении её номинала.

Увеличение сопротивления R4 приводит к увеличению коэффициента усиления. Это понятно, так как влияние этого резистора на K_U была упомянута выше. Влияние на ФЧХ я не беру на себя смелости объяснить, так как, честно говоря, это сделать непросто.

Резистор R2 влияет аналогично R4.