Работа в лаборатории

1. Собрать заданную схему ФНОП первого порядка. Подключить к каждому входу необходимую составляющую прямой или обратной последовательностей. В качестве источников напряжения U_ab и U_bc использовать источники синусоидального напряжения, фаза которых устанавливается в соответствии с подключаемой последовательностью.

2. Измерить АЧХ заданного ФНОП первого порядка для прямой и обратной последовательностей. Для этого один вход осциллографа подключается к любому входу фильтра, а второй вход осциллографа на выход схемы. На заданных частотах записываются значения амплитуд входного и выходного сигналов. При формировании последовательностей установить по каждому входу сигналы одинаковой амплитуды, равной 5В. Частоту изменять согласно заданным значениям 25, 50, 100, 200, 350, 500 Гц. Экспериментальные кривые совместить с теоретическими на одном рисунке.

3. В цепи обратной связи исследованного ФНОП1,2 заменить имеющийся двухполюсник на двухполюсник, рассчитанный для фильтра 2-го порядка ФНОП3 предварительной подготовки. Повторить измерения п.2. Измеренную АЧХ нарисовать на рис. п.2. Сделать выводы.

4. Для исследования составляющей небаланса, вызванной отклонением частоты от номинального значения, необходимо измерить отклонение амплитуды выходного сигнала ΔU₁ на частотах 49, 51 Гц для прямой последовательности на входе. Вычислить значение коэффициента небаланса ((4.3) [2]). Сравнить с теоретическим значением γ_f.

Для исследования составляющей небаланса, вызванной технологическим разбросом заданного преподавателем параметра, необходимо изменить его значение на x_i и измерить отклонение амплитуды выходного сигнала ΔU₂ на частоте 50 Гц для прямой последовательности на входе. Вычислить значение коэффициента небаланса ((4.6) [2]).

Для исследования составляющей небаланса, вызванной неидеальностью операционного усилителя, необходимо заменить идеальный операционный усилитель реальным и измерить отклонение амплитуды выходного сигнала ΔU₃ на частоте 50 Гц для прямой последовательности на входе.

Для оценки составляющей небаланса, вызванной высшими гармониками во входном сигнале, сравнить экспериментальные АЧХ фильтров первого и второго порядков на одинаковых частотах.

Сделать выводы о вкладе различных источников небаланса и способах его уменьшения.

5. Собрать схему алгоритма цифрового фильтра обратной последовательности. Для реализации элемента задержки на 1/6 периода Т_п использовать последовательное соединение 8 элементов задержки на Т_п/48, сформированном на элементе H(s), Т48, находящимся, в поле компонентов f. Аналогично п.3 снять АЧХ, отобразить результаты на том же рисунке. Сравнить АЧХ цифрового фильтра обратной последовательности с характеристиками непрерывных фильтров.

Лабораторная работа э5 Диодные схемы сравнения амплитуд двух синусоидальных эдс

Работа включает:

1. Изучение принципов действия диодных элементов сравнения амплитуд двух синусоидальных ЭДС.

2. Выбор схем сравнения, расчет параметров элементов схем.

3. Расчет и построение функциональных и информационных характеристик элементов сравнения.

4. Компьютерное исследование элементов сравнения.

Составление предварительного отчета

1. Выбор схем элементов сравнения, расчет параметров схем.

2. Расчет и построение функциональных характеристик элементов сравнения.

3. Расчет и построение информационных характеристик элементов сравнения.

4. Р асчет и построение характеристик действия элементов сравнения совместно с реагирующим органом (нуль – индикатором (НИ)).

Методические указания. Изучить §2–6 с.67–70, §6–2, §6–4 [3].

К п.1 В нечетном варианте исследуется схема сравнения на равновесие напряжений, в четном варианте – схема сравнения на циркуляцию токов. Расчет параметров схем элементов сравнения проводится в режиме NN в соответствии с выражениями (6–12) – (6–25) [3] и параметрами, заданными в табл.Э5.1

К п.2. Общий вид функциональных характеристик элемента сравнения амплитуд (проходной характеристики и граничной линии), представлен на рис.6–14. Для построения проходной характеристики необходимо рассчитать коэффициенты преобразования схемы сравнения для двух режимов работы, с.208–209[3]. При определении коэффициентов преобразования в режиме NR(NA) воспользоваться схемами замещения на рис.6-3 [3]. Построить проходные характеристики при разности фаз сравниваемых величин 0 для /2 нарисовать. ожидаемую кривую. Характеристики строятся при Е₂=5В и изменении Е₁ от 0 до 30 В.

К п.3. Относительный уровень выходного сигнала определяется как отношение мощности сигнала к мощности помехи на выходе схемы. Значение сигнала и амплитуд синусоидальных помех на выходе схемы определяется по разложению в ряд Фурье выходного напряжения (6-60), (6-61) [3]. Построить зависимости выходного сигнала и амплитуды второй гармоники от разности фаз , изменяемой в пределах от 0 до  с шагом /4. Вычислить k_с-п и относительный уровень сигнала и построить их зависимости от разности фаз .

К п.4. Исследуются две характеристики действия схем сравнения фаз, включенных совместно с НИ.

Первая из них Е₂,_д=f(Е₁) строится при условии совпадения по фазе сравниваемых величин и определяет в плоскости амплитуд сравниваемых сигналов область значений Е₁ и Е₂, при которых действует НИ. Строится при заданном U_д,ни, при изменении Е₁ от 0 до 30 В. При построении плоскость Е₂=f(Е₁) разбивается линиями Е₂=Е₁/W_пр и Е₂=Е₁W_пр на области разных режимов работы схемы сравнения. В области режима NN линия действия определяется выражением Е_2,д=Е₁-U _д,ни/k_NN. В режиме NR(NA) при Е₂<Е₁/W_пр линия действия определяется выражением Е₁,_д,min=U_д,ни./k_NR. Штриховка наносится в области действия.

Вторая характеристика (рис.2-9.б [3]) строится в комплексной плоскости Ė₂/Ė₁ при двух значениях Е₁=10Е_д,min и Е₁=2Е_д,min. При построении учесть, что Е_д,min определяется выражением (2-18) [3]. Штриховка наносится в области действия.