2.3. Последовательные rc- и rl-цепи
Цель работы. Исследование частотных характеристик последовательных RC- и RL-цепей с помощью комплекта приборов NI ELVIS.
Исходные данные
В лабораторной работе исследуются последовательные RС- и RL-цепи, размещенные на макетной плате NI ELVIS. Принципиальные схемы исследуемых цепей приведены на рис. 2.5, параметры элементов цепей приведены в табл. 2.3.
а) |
б) |
в) |
|
Рис. 2.5. Принципиальные схемы исследуемых цепей: а) CR-цепь; б) RC-цепь; в) LR-цепь; г) RL-цепь
Таблица 2.3
Параметры элементов исследуемых цепей
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
R1, кОм |
10 |
13 |
6,8 |
8,2 |
6,8 |
5,1 |
7,5 |
6,2 |
С, нФ |
10 |
10 |
15 |
15 |
22 |
22 |
10 |
10 |
R2, кОм |
1 |
1 |
1,2 |
1,2 |
1,5 |
1,5 |
0,75 |
0,12 |
L, мГн |
47 |
39 |
56 |
36 |
43 |
39 |
22 |
3,3 |
Для заданных цепей необходимо с помощью комплекта приборов NI ELVIS измерить АЧХ и ФЧХ комплексного коэффициента передачи по напряжению в режиме холостого хода на выходе. Структурная схема экспериментальной установки для измерения АЧХ и ФЧХ приведена на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Структурная схема экспериментальной установки для измерения АЧХ и ФЧХ простейших цепей с помощью комплекта NI ELVIS
В данной работе комплект NI ELVIS используется совместно с программой «Измеритель АЧХ-ФЧХ.vi» (виртуальным прибором), разработанной в среде LabVIEW на кафедре теоретических основ радиотехники ТТИ ЮФУ. Лицевая панель виртуального прибора «Измеритель АЧХ-ФЧХ.vi» приведена на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Лицевая панель виртуального прибора при исследовании частотных характеристик простейших цепей
На лицевой панели виртуального прибора размещены управляющие элементы, цифровые индикаторы и экспериментальные графики. С помощью управляющих элементов задается амплитуда воздействующего гармонического напряжения (Um ист); количество точек измеряемых частотных характеристик; максимальная и минимальная частоты диапазона измерений (Fмакс и Fмин); способ изменения частоты воздействия (линейная или логарифмическая сетка частот). Частота гармонического воздействия изменяется следующим образом:
(в случае линейной сетки);
(в случае логарифмической сетки),
где
;
;
;
N – количество
точек.
Цифровые индикаторы отображают текущее значение частоты воздействия; амплитуды напряжений на входе и выходе исследуемой цепи (Um вх и Um вых); значения АЧХ и ФЧХ (модуль и фаза). На экспериментальных графиках отображаются временные диаграммы входного и выходного напряжений, АЧХ и ФЧХ. На графиках АЧХ и ФЧХ имеются маркеры синего и красного цвета соответственно. Маркеры позволяют выбрать интересующую точку на графике АЧХ или ФЧХ и определить ее координаты (X и Y), которые отображаются справа от графика.