CIRCUITE LINIARE RC TRECE-SUS

1.SCOPUL LUCRARII

Se va studia experimental trecerea semnalelor de diferite forme (sinusoidale, rectangulare, exponentiale) prin circuitele RC trece-sus, observandu-se fenomenul de distorsiune suferit de semnalul ce se transmite prin astfel de circuit.

2.CONSIDERATII TEORETICE

Daca se aplica un semnal sinusoidal la intrarea unui circuit liniar, raspunsul va avea tot o forma sinusoidala. In cazul semnalelor nesinusoidale, acestea sufera distorsiuni cand se transmit prin circuite liniare. Fenomenul respectiv este cunoscut sub denumirea de "transformare liniara" a semnalelor. Din categoria circuitelor liniare fac parte: circuite cu elemente pasive RC, LC, RLC; transformatoarele de impulsuri; linii de intarzieri; amplificatoare de impulsuri.

2.1.Circuite RC trece-sus

Circuitul RC din figura 1 constituie un filtru trece-sus: datorita faptului ca reactanta capacitiva scade cu cresterea frecventei; circuitul se comporta ca un divizor de tensiune a carui raport de divizare depinde de frecventa

Figura 1

Daca semnalul aplicat circuitului este nesinusoidal, componentele sale de frecventa inalta apar la iesire cu o atenuare mai mica decat componentele de frecventa joasa. La frecventa zero reactanta capacitiva devine infinita si componenta continua a semnalului nu este transmisa la iesire; datorita acestei proprietati circuitul RC trece-sus se foloseste pentru separarea unor circuite in curent continuu.

2.1.1.Semnalul de intrare sinusoidal de frecventa f : va fi atenuat cu raportul dat de  expresia (1) si defazat cu un unghi dat de expresia (2) in care

(1.2)

unde ω=2πf (2.1) (2.2)

2.1.2.Semnalul de intrare impuls. Un impuls ideal are forma din figura 2a si poate fi considerat ca suma dintre un semnal treapta pozitiv ( +U ) aplicat la momentul t = 0 respectiv( figura 2b), si un semnal treapta negativ ( -U ) aplicat la momentul t = (figura 2c).

Fig. 2

Daca se alege o constanta de timp RC >> , in acest caz raspunsul circuitului va avea forma din figura 3a. Daca constanta de timp RC << , raspunsul are forma din figura 3b. In figura 3c sunt date raspunsurile circuitului RC la diverse rapoarte dintre constanta de timp a circuitului, si durata impulsului la intrare .

Observati. Indiferent ce valoare are constanta de timp RC a circuitului, aria de deasupra abscisei este intotdeauna egala cu aria de sub abscisa pentru ca componenta continua a raspunsului este nula, datorita prezentei condensatorului C

	Figura 3

2.1.3.Semnal de intrare rectangular. Raspunsul circuitului este prezentat in fig. 4b si 4c pentru doua valori extreme ale constantei de timp RC a circuitului.

Daca timpul de ridicare al circuitului este mic in comparatie cu raspunsul sau va reproduce aproximativ, forma semnalului de intrare.

Pentru se obtin urmatoarele valori:

Figura 4

3.MERSUL LUCRARII

3.1. Studiul circuitului RC trece-jos: se va utiliza schema din fig.5.

SINCRONIZARE INTERNA

C sonda 2

OSC

X

G.S R Y

Fig.5

G.S = generator de semnal

OSC = osciloscop

X, Y= intrare sonde osciloscop

3.1.1.Semnal de intrare sinusoidal

Daca la circuitul din figura 5: R=12kΩ

C=470pF

se aplica un semnal de intrare sinusoidal de amplitudine 5V si avand frecventa de lucru:

a) f₁ = 4*10⁵Hz

b) f₂ = 4*10⁴Hz

c) f₃ = 4*10³Hz

d) f₄ = 4*10­²Hz

Se cere:

a) Pentru fiecare frecventa de lucru a semnalului de intrare se va masura defazajul φ si atenuarea A . Se vor compara rezultatele masuratorilor obtinute cu rezultatele teoretice date de relatiile (1.1) si (2.2);

b) Se vor trasa oscilogramele tensiuniilor de intrare U_i si de iesire U_e;

c) Se determina U1 si U2 pentru f=f₂ si f=f₃ si se compara aceste marimi cu rezultatele teoretice date de relatiile (3);

3.1.2.Semnal de intrare rectangular

Daca la circuitul din figura 5: R=12kΩ

C=470pF

se aplica un semnal de intrare rectangular de amplitudine 5V si avand frecventa de lucru:

a) f₁ = 4*10⁵Hz

b) f₂ = 4*10⁴Hz

c) f₃ = 4*10³Hz

d) f₄ = 4*10­²Hz

Se cere:

a) Oscilografierea semnalelor de intrare si iesire pentru toate cele trei frecvente de lucru;

b) Masurarea timpului de ridicare pentru f=f₁ si se va compara cu rezultatele teoretice;

c) Se determina U₁ si U₂ pentru f=f₃ si f=f₄ si se compara aceste marimi cu rezultate teoretice date de relatiile (3);