Линейные электрические цепи: лабораторный практикум (стр. 20 )

Таблица 7.9

R1=…

A	f1	f2	f1pасч	f2pасч	rвн1
0.5
1
2.41

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ. УКАЗАНИЯ К ФОРМУЛИРОВАНИЮ ВЫВОДОВ ПО ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ

5.1 Последовательный контур

1) Для всех значений добавочного сопротивления рассчитайте по полученным данным параметры контуров (при помощи пакета Mathcad):

∆f0,707, Q, ρ, τк.

2) Рассчитайте и постройте зависимость модуля и фазы входного сопротивления контуров Zвх от частоты f (при помощи пакета Mathcad)

Zвх = F(f).

В выводах отразите изменение формы АЧХ, ФЧХ и значений параметров последовательного колебательного при увеличении величины добавочного сопротивления? Охарактеризуйте изменение избирательных свойств контура.

5.2 Параллельный контур

1) По экспериментальным данным, занесенным в таблицы 7.5 и 7.6, рассчитайте значения тока в ветвях контура, а также определите, во сколько раз эти значения превышают значения общего тока. Сравните полученные значения с расчетной добротностью контура.

В выводах отразите, каким образом включение реактивных элементов контура повлияло на форму АЧХ и ФЧХ. Сравните значение ширины полосы пропускания контура с шириной полосы пропускания эквивалентного последовательного контура.

5.3 Связанные контуры

1) Для выбранных в ходе исследований значений элемента связи рассчитайте значение резонансной частоты, напряжения на элементе связи на частоте резонанса, ток вторичного контура. Сравните расчетные значения со значениями, полученными в эксперименте. Для расчетных значений определите значения коэффициента связи, добротности и параметра связи. Проанализируйте соответствие полученной в эксперименте полосы пропускания контура значению расчетного параметра связи.

Результаты расчетов занесите в таблицу 7.8. В отчете по лабораторной работе обязательно приведите расчетные формулы.

2) Для параметров связи A=0.5, 1, 2.41 рассчитайте частоты связи контуров f1 и f2. Результаты занесите в таблицу 7.9. Сравните экспериментальные значения с расчетными. Рассчитайте активную составляющую комплексного вносимого сопротивления из вторичного контура в первичный контур на резонансной частоте. Сравните полученные значения с активным сопротивлением первичного контура.

3) Рассчитайте и постройте график зависимости h(A) - отношение полосы пропускания системы к полосе пропускания одиночного контура.

(7.17)

(7.18)

Нанесите на графике точки h(A), соответствующие экспериментальным данным.

В выводах отразите:

- тип резонанса, возникающего в системе связанных контуров

- характер изменений сопротивления связи, позволяющий увеличивать значение параметра связи

- характер изменений частотной характеристики связанных контуров при изменении сопротивления связи

- как соотносятся при разных значениях параметра связи активные составляющие вносимого и собственного сопротивления первичного контура.

6. контрольные Вопросы

Изучите в [3,3,4] разделы, посвященные одиночным и связанным колебательным контурам, их свойствам избирательности.

Подготовьте ответы на следующие вопросы:

1) Какие характеристики колебательных контуров называются предельными? Поясните почему.

2) Как выражается добротность последовательного и параллельного контуров?

3) Какой вид имеет предельная частотная характеристика последовательного контура? От каких параметров контура она зависит?

4) Поясните, какой последовательный контур является эквивалентным параллельному контуру?

5) Как изменяется добротность параллельного колебательного контура с увеличением эквивалентного резонансного сопротивления?

6) Какой параллельный контур называется контуром с частичным включением индуктивности и контуром с частичным включением емкости?

7) Какие виды резонанса существуют в связанных контурах?

8) Что характеризует вносимое сопротивление связанных контуров?

9) При каком виде резонанса в связанных контурах фактор связи А=1?

10) На какой тип резонанса настраивается система связанных контуров в лабораторной работе?

11) Как по АЧХ связанных контуров определяются частоты связи?

12) Какие значения обобщенной растройки соответствуют экстремумам АЧХ связанных контуров?

13) Каким образом определяются характеристики колебательного контура: ¦0, Q, П = 2D¦0,707; Rэо через параметры R, L, C ?

14) В каких пределах изменяется модуль и фаза коэффициента передачи контура, когда частота входного колебания находится в пределах полосы пропускания контура?

15) Чему равен модуль коэффициента передачи на резонансной частоте:

а) для последовательного контура и напряжения, снимаемого с активного элемента (емкости или индуктивности),

б) для параллельного контура и тока через реактивный элемент (емкость или индуктивность)?

16) Как изменяется модуль входного сопротивления:

а) последовательного контура,

б) параллельного контура

при отклонении частоты сигнала от резонансной частоты контура?

17) Чему равен к. п. д. передачи сигнала через согласованный с генератором и нагрузкой параллельный колебательный контур

18) Каким образом настроить систему связанных контуров на резонанс: а) частный, б) сложный, в) основной (индивидуальный), г) полный и каковы условия возникновения этих резонансов?

19) Что такое частоты связи и как они зависят от фактора связи А?

20) Как влияет величина связи на форму частотной характеристики системы связанных контуров?

21) Какую полосу пропускания можно обеспечить с помощью фильтра в виде системы двух связанных контуров по сравнению с полосой одиночного контура? Какова предельная полоса пропускания и при каком значении А ? Почему нельзя за счет увеличения А увеличить полосу больше предельной?

22) При каких условиях осуществляется передача максимальной мощности во вторичный контур?

23) Как определить величину фактора связи А?

24) Какой режим согласования системы выгоден с точки зрения:

а) получения максимума мощности во втором контуре,

б) получение большей величины к. п.д. и в каких пределах следует при этом выбирать величину А?

25) Чему равно в режиме получения максимальной мощности во втором контуре активное сопротивление, вносимое в первый контур?

26) Как влияют сопротивления генератора и нагрузки на частотные характеристики колебательных контуров?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1 ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ГЗ-112

Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-112 представляет собой источник гармонического (основной режим) и прямоугольного (дополнительный режим) сигналов и предназначен для исследования, настройки и испытаний радиоэлектронных систем и приборов.

1.1 Расположение органов управления и настройки

Органы управления, настройки и подсоединительные гнезда генератора расположены на его передней панели (см. рисунок 1) и имеют следующие назначения:

1) Тумблер "СЕТЬ" - для включения прибора в сеть (при этом загорается индикатор включения).

2) Гнездо " СИНХР." - входное гнездо для подключения внешнего синхронизирующего сигнала.

3) Ручки "ЧАСТОТА Hz" - для грубой и плавной перестройки частоты.

4) Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ" - для переключения поддиапазонов частот с положениями 1, 10, 102, 103, 104, 105.

5) Тумблер " ~ " - для переключения режима работы генератора из основного (режим ГС) в дополнительный (режим прямоугольного сигнала);

6) Переключатель " dВ " - аттенюатор с положениями дискретного ослабления выходного уровня сигнала в 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 или 70 дБ.

7) Гнездо " " - выходное гнездо гармонического и прямоугольного сигналов.

8) Ручка " " - потенциометр плавной регулировки выходного уровня сигнала.

1.2 Подготовка к проведению измерений

1) При проведении измерений, в случае использования генератора совместно с другими приборами, необходимо, для выравнивания потенциалов корпусов всех приборов, соединить между собой их клеммы защитного заземления.

2) Тумблер "220V", "115V" установить в положение "220V".

3) Подсоединить шнур питания к сети. Тумблер "СЕТЬ" должен находиться при этом в выключенном состоянии.

4) Установить органы управления в следующие положения:

- ручку плавной регулировки выходного напряжения - в среднее положение;

- ручку " dВ" - в положение "0".

Остальные органы управления могут находиться в произвольном положении.

5) Подключить выходное гнездо генератора к входному гнезду на передней панели лабораторного стенда при помощи соединительного кабеля с байонетным разъемом.

6) Включить тумблер "СЕТЬ", при этом должен засветиться световой индикатор включения сети, служащий также для подсветки визира шкалы плавной установки частоты.

1.3 Проведение измерений

1) Генератор обеспечивает следующие режимы работы:

• основной - генерирование гармонических сигналов,

• дополнительный - генерирование сигналов прямоугольной формы типа "меандр".

Генератор допускает также работу в режиме синхронизации, когда частота его сигналов синхронизируется внешним сигналом.