теория линейных электрических цепей / Laboratornye_raboty_TLETs

3.Выполнить на каждой частоте:

1)- измерение модуля напряжения на входных зажимах колебательного контура (результат записать в столбец 2 таблицы);

2)- измерение модуля напряжения на вспомогательном резисторе (результат записать в столбец 3 таблицы);

3)- расчёт модуля тока I&Z = U&R R (результат записать в столбец 4 таблицы);

4)- расчёт модуля комплексного входного сопротивления ко-

лебательного контура Z = U&Z I&Z (результат записать в стол-

бец 5 таблицы);

5)- измерение аргумента комплексного входного сопротивления последовательного колебательного контура (результат записать в столбец 6 таблицы).

4.По результатам измерений и расчёта построить частотные характе-

ристики I&Z , Z , φZ и Y . Модуль комплексной входной проводимости

находится как величина обратная модулю комплексного входного сопротив-

ления: Y = 1 Z (См).

5.По графику зависимости модуля проводимости от частоты опреде-

лить ширину полосы пропускания колебательного контура f0 как полосу

-10-

частот, в пределах которой Y уменьшается не более, чем в 2 раз от мак-

симального значения.

6.Рассчитать добротность колебательного контура: Q = f0 f0 .

7.Рассчитать характеристическое сопротивление колебательного кон-

тура ρ по формуле: ρ = Q R0 , где R0 – входное сопротивление последова-

тельного колебательного контура на резонансной частоте, величина вещественная.

8. Рассчитать индуктивность и ёмкость реактивных элементов, образующих колебательный контур, решив систему двух уравнений относительно

Примечание. В качестве модуля любого напряжения в данной лабораторной работе можно использовать одно из двух значений: амплитудное или среднеквадратическое. Способ измерения при этом должен выбираться студентом соответствующим: для измерения амплитудного значения используется осциллограф, а для измерения среднеквадратического значения – милливольтметр. Однако, все значения, измеряемые при выполнении одной лабораторной работы, должны быть либо только ам-

плитудными, либо только среднеквадратическими!

-11-

Внимание!

1.При измерении напряжения осциллографом ручки плавной регулировки коэффициента отклонения по вертикали каждого канала должны быть выведены до щелчка.

2.При измерении периода колебания ручка плавной регулировки коэффициента отклонения по горизонтали должна быть выведена до щелчка.

3.«Земляные» выводы входных измерительных шнуров милливольтметра и осциллографа должны быть подключены только в указанную на рис. 2.1 точку цепи.

4.Осциллографические пробники имеют переключаемый делитель напряжения с двумя значениями коэффициента деления: 1:1 и 10:1. При выполнении данной лабораторной работы следует использовать коэффициент 1:1. Если переключатель на пробнике установлен в положение 10:1, то результат измерения напряжения по шкале осциллографа должен быть умножен на 10.

Схема проведения каждого эксперимента должна быть представлена в отчёте с указанием условных обозначений использованных элементов платы П1 и их номиналов.

Результаты всех измерений и расчётов также должны содержаться в отчёте.

Отчёт должен заканчиваться выводами по лабораторной работе. Выводы следует формулировать, исходя из цели и на основании анализа полученных результатов.

-12-

Лабораторная работа №3

на тему «Частотные свойства параллельного колебательного контура» Цель работы: экспериментально снять частотные характеристики модуля и аргумента комплексного входного сопротивления параллельного колебательного контура.

Приборы и оборудование

1.Милливольтметр PVT-417.

2.Осциллограф двухканальный GOS-620.

3.Генератор сигналов низкочастотный Г3-109 (используется только симметричный выход).

4.Плата П1 лабораторного стенда №___.

5.Соединительные провода.

Выполнение работы

1.Собрать схему (рис. 3.1)

Рис. 3.1

-13-

Сопротивление вспомогательного резистора R на плате П1 лабораторного стенда - 3 кОм.

Внутреннее сопротивление генератора – максимальное, 5000 Ом.

- обязательное место подключения выводов входных шнуров вольтметра и осциллографа, связанных гальванически с корпусами этих приборов.

Выходное напряжение генератора установить равным 0,5 – 1 В, пользуясь милливольтметром.

Проверить работоспособность собранной цепи.

2. Определение диапазона частот для исследования характеристик контура.

Диапазон частот должен включать резонансную частоту f0. Значение резонансной частоты следует вначале определить с помощью вольтметра по максимуму напряжения на всём контуре (или по минимуму напряжения на вспомогательном резисторе R), плавно изменяя частоту сигнала на выходе генератора. Затем данную частоту нужно уточнить по равенству нулю аргумента входного сопротивления контура. Аргумент комплексного входного сопротивления параллельного колебательного контура измеряется как разность фаз двух напряжений: напряжения на входных зажимах LC-контура

(обозначим U&Z ) и напряжения на вспомогательном резисторе (обозначим

U&R ). Разность фаз измеряется двухканальным осциллографом, при этом обя-

-14-

зательно должна быть включена инверсия сигнала на входе 2-го канала (кнопка «CH.2 INV» - нажата).

Затем нужно выбрать ещё 10 частот (5 – выше резонансной, 5 - ниже резонансной) таким образом, чтобы изменение модуля входного сопротивления контура (можно судить по напряжению на контуре или на резисторе) при переходе от одной частоты к другой было заметным.

Выбранные частоты переписать в таблицу, форма которой приводится ниже.

f-5=

f-4=

f-3=

f-2=

f-1=

f0=

f1=

f2=

f3=

f4=

f5=

-15-

3.Выполнить на каждой частоте:

1)- измерение модуля напряжения на входных зажимах колебательного контура (результат записать в столбец 2 таблицы);

2)- измерение модуля напряжения на вспомогательном резисторе (результат записать в столбец 3 таблицы);

столбец 5 таблицы);

5)- измерение аргумента комплексного входного сопротивления параллельного колебательного контура (результат записать в столбец 6 таблицы).

4.По результатам измерений и расчёта построить частотные характе-

ристики I&Z , Z , φZ и Y . Модуль комплексной входной проводимости на-

ходится как величина обратная модулю комплексного входного сопротивле-

ния: Y = 1 Z (См).

5.По графику зависимости модуля входного сопротивления от частоты

определить ширину полосы пропускания колебательного контура f0 как

-16-

полосу частот, в пределах которой Z уменьшается не более, чем в 2 раз

от максимального значения.

6.Рассчитать добротность колебательного контура: Q = f0 f0 .

7.Рассчитать характеристическое сопротивление колебательного кон-

тура ρ по формуле: ρ = R0 , где R0 – входное сопротивление параллельного

Q

колебательного контура на резонансной частоте, величина вещественная.

8. Рассчитать индуктивность и ёмкость реактивных элементов, образующих колебательный контур, решив систему двух уравнений относительно

ным.

Примечание. В качестве модуля любого напряжения в данной лабораторной работе можно использовать одно из двух значений: амплитудное или среднеквадратическое. Способ измерения при этом должен выбираться студентом соответствующим: для измерения амплитудного значения используется осциллограф, а для измерения среднеквадратического значения – милливольтметр. Однако, все значения, измеряемые при выполнении одной лабораторной работы, должны быть либо только ам-

плитудными, либо только среднеквадратическими!

-17-

Внимание!

1.При измерении напряжения осциллографом ручки плавной регулировки коэффициента отклонения по вертикали каждого канала должны быть выведены до щелчка.

2.При измерении периода колебания ручка плавной регулировки коэффициента отклонения по горизонтали должна быть выведена до щелчка.

3.«Земляные» выводы входных измерительных шнуров милливольтметра и осциллографа должны быть подключены только в указанную на рис. 3.1 точку цепи.

4.Осциллографические пробники имеют переключаемый делитель напряжения с двумя значениями коэффициента деления: 1:1 и 10:1. При выполнении данной лабораторной работы следует использовать коэффициент 1:1. Если переключатель на пробнике установлен в положение 10:1, то результат измерения напряжения по шкале осциллографа должен быть умножен на 10.

Схема проведения каждого эксперимента должна быть представлена

вотчёте с указанием условных обозначений использованных элементов платы П1 и их номиналов.

Результаты всех измерений и расчётов также должны содержаться в

отчёте.

Отчёт должен заканчиваться выводами по лабораторной работе. Выводы следует формулировать, исходя из цели и на основании анализа полученных результатов.

-18-

Учебно-методическое издание

Щербина Евгений Геннадьевич Антонов Антон Анатольевич Катков Максим Викторович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПОЛЮСНИКОВ

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине

«ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ»

127994 Москва, ул. Образцова, 15, Типография МИИТа

-19-