Ім'я файлу: ЛР6.doc
Розширення: doc
Розмір: 330кб.
Дата: 08.06.2022
скачати
Пов'язані файли:
реферат (.docx
vyrobnycha-praktyka.doc
Календарне планування НУШ.docx
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5.docx
Виды сигматизма и методы его исправления.docx
Без имени 1.odt
bestreferat-201443.docx
TК-2 -2021.doc
НГтаКГ_Л1_б.pptx
Інноваційні форми профорієнтаційної роботи.docx
Istorija menedzhmentu KL.pdf
биомед и аутизм.pdf
informatsionnye-potrebnosti-i-informatsionnye-resursy-ukrainskih
Тести біосфера.docx
Специфіка читання епічних творів.docx
ПРИКЛАДИ ЗАДАЧ.docx
Реферат_психоанализ.docx
1324499.doc
практ3.doc
Тема_9.pdf
189860.docx
urrizmir0632.doc
85ed3fe44fad3c586ebba42ce0f5c049.pdf
Міністерство освіти і науки України курсова ббв.docx
фіваі.rtf
М.1.Тема 3.docx
167075372776117 (1).docx
Грип беседа.docx
Приклад правовідносин.docx
program.docx
000fc1b6-13de7ec7.docx
Документ Microsoft Word (15).docx

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6
Дослідження частотних характеристик послідовногоколивального контуру
Мета роботи
В лабораторній роботі ставиться за мету вивчення впливу параметрів електричних кіл на форму їх частотних характеристик.
Зміст роботи
1. Загальні відомості.
2. Виконання роботи.
2.1. Експериментальне визначення амплітудно-частотної і фазочастотної характеристик кола.
2.2. Дослідження амплітудно-частотної і фазочастотної характеристик кола.
3. Відповіді на питання.
4. Складання звіту про виконану роботу.
1. Загальні відомості
1.1. Умови і ознаки резонансу напруг
Послідовним коливальним контуром називають коло, що складається з послідовного з'єднання індуктивності L і ємності С (рис. Л1). Опір r враховує втрати в елементах контуру.



Рис. Л1. Схема послідовного коливального контуру
Коло називається коливальним контуром тому, що процес розряду ємності через індуктивність носить коливальний характер.

Комплексний опір кола



У послідовному контурі можливе явище електричного резонансу.
Резонансом називається різке зростання амплітуди вимушених коливань при наближенні частоти зовнішнього гармонійного впливу до частоти власних коливань контуру. Рівність xL = xC є умовою виникнення резонансу в послідовному коливальному контурі.
Перша ознака резонансу в послідовному коливальному контурі.
Амплітуда струму в колі при резонансі приймає максимальне значення Im=Um/r.
В інших випадках амплітуда струму дорівнює .
Друга ознака резонансу напруг в послідовному коливальному контурі.
Напруги на реактивних елементах при резонансі рівні по амплітуді і протилежні по фазі.

Первинні і вторинні параметри послідовного коливального контуру
Первинними параметрами послідовного коливального контуру є величина індуктивності L, величина ємності С і величина активного опору r.
Розглянемо, які параметри відносяться до вторинних.
Це резонансна частота контуру або частота власних коливань, яка визначається тільки параметрами контуру:

.
Величина називається хвильовим або характеристичним опором контуру.
Резонансні властивості контуру характеризуються добротністю контуру.
Добротністю контуру називають відношення напруги на реактивному елементі (індуктивності або ємності) при резонансі до напруги, що діє на вході контуру, або відношення хвильового опору контуру до активного опору.


Величина, зворотна добротності, носить назву загасання контуру


1.3. Комплексні функції та частотні характеристики
Для аналізу і опису частотно-виборчих властивостей коливальних контурів використовують комплексні вхідні та передавальні функції. Найбільший інтерес при вивченні послідовних контурів являє комплексна передавальна функція по напрузі .

Комплексною передавальною функцією кола (коефіцієнтом передачі) називається відношення комплексних амплітуд струму і напруги, що діють на різних парах затискачів.
Комплексна передавальна функція по напрузі:


Частотними характеристиками контуру називаються залежності
компонентів (модуля і аргументу, ВЧХ і МЧХ) комплексних функцій від
частоти.
Резонансними характеристиками називають залежність амплітуди
струму в контурі або напруг на його елементах від частоти.
Налаштувальними характеристиками контуру називають залежність
амплітуди струму в контурі від значення його ємності або індуктивності.



1.4. Комплексна передавальна функція по напрузі
Комплексні передавальні функції по напрузі послідовного коливального
контуру розрізняють в залежності від того, напруга на якому з його елементів є вихідною (рис. Л2).


Рис. Л2. Схеми послідовного коливального контуру
Передавальна функція по напрузі на активному опорі



Цьому відповідає амплітудно-частотна і фазо-частотна характеристики:



Передавальна функція по напрузі на ємності



Їй відповідають частотні характеристики:



Покажемо графіки відповідних характеристик (рис. Л3):



Рис. Л3. Комплексні передавальні функції по напрузі
Чисельно передавальні функції, або коефіцієнти передачі по напрузі, показують, у скільки разів напруга на відповідному елементі більше напруги, що діє на вході контуру. З отриманих співвідношень, зокрема, випливає, що при резонансі напруги на реактивних елементах в Q разів перевищують вхідну напругу, а напруга на активному елементі рівна йому.
1.5. Смуга пропускання послідовного коливального контуру
Смугою пропускання послідовного коливального контуру називається діапазон частот поблизу резонансної, на межах якого значення амплітудно частотної характеристики контуру знижується до рівня 1/√2=0,707 від свого максимального значення.

Смуга пропускання включає в себе частоти від нижньої граничної до верхньої граничної (рис. Л4).
Різниця граничних частот називається абсолютною пропускною здатністю.
Відношення різниці граничних частот до резонансної частоти називається відносною пропускною здатністю.


Рис. Л4. Амплітудно-частотна характеристика контуру
Смуга пропускання послідовного коливального контуру визначається його добротністю і обернено пропорційна їй. Щоб змінити смугу пропускання, необхідно змінити добротність контуру.



2. Виконання роботи
Electronics Workbench - електронна лабораторія на комп'ютері. Система схемотехнічного моделювання Electгonics Woгkbench призначена для моделювання та аналізу електричних схем.
При виконанні лабораторної роботи для формування схеми досліджень необхідні: джерело змінної напруги AC Votage Source, вимірювач частотних характеристик Bode-Plotter, резистор, котушка індуктивності, конденсатор, заземлення, а також з'єднувальні елементи.
2.1. Експериментальне визначення амплітудно-частотної і
фазочастотної характеристик кола
2.1.1. Запустіть Electronics Workbench.
2.1.2. Схема досліджуваного електричного кола має такий вигляд (рис.
Л5):



Рис. Л5. Схема досліджуваного електричного кола
2.1.3. Перенесіть необхідні елементи з заданої схеми на робочу область Electronics Workbench. Для цього необхідно вибрати розділи на панелі інструментів (Sources, Basic, Instruments), в яких знаходяться потрібні вам елементи, потім перенести їх на робочу область (клацнути мишею на потрібному елементі і, не відпускаючи кнопки, перенести елемент у потрібне місце схеми). Перенесіть джерело змінної напруги AC Votage Source, резистор, котушку індуктивності, конденсатор, Боді-плоттер (вимірювач частотних
характеристик), заземлення.
2.1.4. З'єднайте контакти елементів і розташуйте елементи в робочій області для одержання необхідної вам схеми.
2.1.5. На джерелі змінної напруги AC Votage Source параметри не змінюються.
2.1.6. Параметри елементів кола встановіть відповідно за номером робочого місця (табл. Л1):


Таблиця Л1


2.1.7. Експериментальне визначення амплітудно-частотної і фазочастотної характеристики кола. Спосіб дослідження полягає у використанні спеціального віртуального приладу, який носить назву Bode Plotter (рис. Л6).


Рис. Л6. Прилад Bode-Plotter
Призначення органів управління.
Magnitude - вимір амплітудно-частотної характеристики електричного кола;
Phase - вимір фазо-частотної характеристики електричного кола.
Vertical - установка типу масштабу і діапазону вимірювань по вертикальній осі індикатора Bode-Plotter.
Кнопкою Log встановлюється логарифмічний масштаб осі, кнопкою Lin - лінійний масштаб осі.
I (initial) - вікно установки початкового значення вертикальної осі.
F (final) - вікно установки кінцевого значення вертикальної осі.
Horizontal - установка типу масштабу і діапазону вимірювань по горизонтальній осі (осі частот) індикатора Bode-Plotter.
Два нижніх вікна відображають координати точки перетину характеристики і вертикальної мітки, котру можна переміщати вправо або вліво за допомогою кнопок, позначених стрілками.
2.1.8. Отримання амплітудно-частотної і фазочастотної характеристик кола.
Встановіть рід роботи Bode-Plotter - вимір амплітудно-частотної характеристики.
Встановіть лінійний масштаб по осях.
Встановіть межі вимірювання по вертикальній осі від 0 до 100.

Встановіть межі вимірювання по горизонтальній осі від 1 Гц до 15 кГц.
Увімкніть живлення схеми.
За допомогою органів управління боді-плоттера добийтеся, щоб зображення частотної характеристики займало більшу частину екрану, приблизно як на рис. Л7.



Рис. Л7. Зображення частотної характеристики
2.1.9. Ретельно замалюйте отриманий графік і підпишіть координатні осі.
2.2. Дослідження амплітудно-частотної і фазочастотної характеристик кола.
2.2.1. За отриманою амплітудно - частотною характеристикою визначте резонансну частоту і смугу пропускання послідовного коливального контуру.
Методика визначення резонансної частоти.
Повільно переміщайте курсор уздовж графіка до тих пір, поки не досягнете збігу з вершиною графіка (координата не прийме максимальне значення). Частота, зазначена в другому вікні, відповідає значенню резонансної частоти контуру.
Запишіть результат у звіт.
Методика визначення ширини смуги пропускання.
Необхідно визначити частоти, при яких значення характеристики в √2 разів менше максимального. Таке значення характеристика приймає двічі - ліворуч і праворуч від максимального значення. Ширина смуги пропускання дорівнює різниці цих частот.

Запишіть результат в звіт.
2.2.2. Розрахуйте добротність контуру. Розрахуйте резонансну частоту і смугу пропускання, порівняйте з даними, отриманими експериментально.
2.2.3. Дослідити вплив величини опору резистора на АЧХ кола, для чого збільште його значення в 2 рази і отримаєте графік АЧХ. Зробіть висновок за результатом дослідження.
2.2.4. Дослідити вплив величини індуктивності на АЧХ кола, для чого збільште її значення в 2 рази і отримаєте графік АЧХ. Зробіть висновок за результатом дослідження.
2.2.5. Дослідити вплив величини ємності на АЧХ кола, для чого зменьшіть її значення в 2 рази і отримаєте графік АЧХ. Зробіть висновок по результату дослідження.
2.2.6. Дослідження фазочастотної характеристики кола.
Натисніть кнопку Phase - вимір фазо-частотної характеристики електричного кола. Отримайте ФЧХ кола і замалюйте в звіт. Дайте пояснення отриманої залежності.
3. Дайте відповідь на питання:
3.1. Дайте визначення послідовного коливального контуру.
3.2. Які ви знаєте первинні і вторинні параметри контуру?
3.3. Дайте визначення резонансної частоти.
4. Зміст звіту
1. Назва та мета роботи.
2. Схема досліджень.
3. Результати виконання завдання на лабораторну роботу з графіками,
розрахунками та висновками.
4. Відповіді на питання.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас