5. Экспериментальная часть

Работа выполняется на блоке “Избирательные цепи”.

5.1. Настройка контура и подготовка к измерению АЧХ

5.1.1. Соберите схему для измерения АЧХ (рис.5.2).

К источнику тока блока "Избирательные цепи" подключите нагрузку в виде простого параллельного колебательного контура.

Включите питание измерительных приборов и лабораторного стенда.

5.1.2. Установите частоту сигнала генератора равной заданной резонансной частоте контура f_p, а амплитуду напряжения 0,1 – 0,5 В. Изменяя емкость С₁, настройте контур в резонанс по максимуму напряжения на контуре.

5.1.3. Проконтролируйте форму напряжения на контуре. Напряжение должно быть гармоническим. Если его вид искажается при настройке, необходимо уменьшить амплитуду сигнала генератора.

5.1.4. Измерьте период колебаний на контуре, убедитесь, что он соответствует частоте входного сигнала.

После настройки контура емкость С₁ не изменяйте.

5.2. Измерение АЧХ простого параллельного колебательного контура.

5.2.1. Измерьте напряжение на контуре на резонансной частоте U_к (f_p)

5.2.2. Измерьте напряжение на контуре U_к (f) в интервале частот от f_min до f_max.

Проделайте порядка 20 измерений, не менее 7 в пределах полосы пропускания контура. Данные измерений занесите в таблицу.

5.3. Измерение АЧХ зашунтированного простого параллельного колебательного контура.

Подключите параллельно контуру сопротивление R_ш, повторите измерение АЧХ по пп. 4.2.1 – 4.2.2.

5.4. Измерение АЧХ сложного колебательного контура.

Подключите к источнику тока нагрузку в виде сложного параллельного контура, сопротивление R_ш отключите. Емкость контура не изменяйте.

Измерьте АЧХ сложного контура, повторив пп. 4.2.1 – 4.2.2.

Резонансная частота простого и сложного контуров могут различаться. Это обусловлено влиянием паразитной емкости кабеля осциллографа, которая вносится в контур. Изменяя частоту генератора, уточните резонансную частоту для сложного контура по максимуму напряжения на контуре.

5.5. Измерение АЧХ сложного колебательного контура с шунтом

Подключите параллельно сложному контуру сопротивление R_ш, повторите измерение АЧХ пп. 4.2.1 – 4.2.2.

6. Обработка результатов

6.1. По результатам измерений рассчитайте нормированные АЧХ контуров . Постройте на одном рисунке - АЧХ простого контуре баз шунта и с шунтом R_ш, на другом рисунке - АЧХ сложного контура без шунта и с шунтом. Определите полосу пропускания и добротность контуров.

6.2. Составьте таблицу сравнения результатов расчетов и измерений для следующих параметров контуров: резонансная частота, добротность, полоса пропускания.

7. Требования к содержанию отчета

Отчёт должен содержать:

1. цель работы;.

2. расчётную часть (исходные данные, расчётные формулы с пояснениями, результаты расчётов);

3. схему измерений;

4. таблицы экспериментальных и расчётных результатов;

5. графики АЧХ и ФЧХ;

6. выводы.

8. Контрольные вопросы

1. Как экспериментально определить добротность параллельного контура?

2. Постройте семейство резонансных кривых параллельного контура, подключенного к источнику тока, внутреннее сопротивление которого принимает значения R_i1, R_i2 , R_i3 (R_i1> R_i2> R_i).

3. В чем состоит отличие резонансных кривых простого и сложного колебательных контуров с одинаковыми добротностями и резонансными сопротивлениями при больших и малых расстройках?

4. Нарисуйте резонансные кривые двух контуров, имеющих одинаковые сопротивления потерь, но разные резонансные сопротивления.

5. Сложный параллельный контур с двумя индуктивностями подключен к источнику тока с внутренним сопротивлением R_i Как зависят от коэффициента включения:

6. а) частота параллельного резонанса;

7. б) эквивалентное резонансное сопротивление;

8. в) полоса пропускания?

9. Постройте семейство фазовых характеристик простого параллельного контура для трех различных значений добротности: Q₁, Q₂, Q₃.

10. Постройте векторные диаграммы токов и напряжений простого параллельного контура для случаев:

11. а) f = f_p ; б) f > f_p ; в) f < f_p.

12. Потерями в емкостной ветви пренебречь.

13. Как рассчитать эквивалентную добротность сложного параллельного контура с резистивной нагрузкой?

14. Какие факторы влияют на ширину полосы пропускания колебательного контура?

15. Как изменяются резонансные кривые простого параллельного контура при изменении сопротивления потерь контура R от 0 до ?

Библиографический список

1. Попов В.П. Основы теории цепей. - М.: Высшая школа, 2003.

2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2003.

3. Бакалов В.П., Воробиенко П.П., Крук Б.И. Теория электрических цепей. – М.: Радио и связь, 2001.

4. Гоноровский И.С., Демин М.П. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1994.

5. Бирюков В.Н., Попов В.П., Семенцов В.И. Сборник задач по теории цепей. - М.: Высшая школа, 1998.

6. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Руководство к решению задач: сборник задач. Высшая школа, 2002.

Методические разработки кафедры

1. Вострецова Е.В. Основы теории цепей. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 1. г. Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.

2. Вострецова Е.В. Основы теории цепей. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 2. г. Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.

3. Вострецова Е.В, Ковалев Е.И. Основы теории цепей. Методические указания к лабораторным работам 9,10. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. г. Екатеринбург, 2005.

4. Ковалев Е.И., Лучинин А.С., Мальцев А.П. Исследование нелинейных цепей: Методические указания к лабораторным работам. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002.

5. Лысенко Т.М. Анализ линейной активной цепи: Мет. указ. к курсовой работе. Екатеринбург, Изд-во УГТУ, 2007.

6. Зраенко С.М. Теория электрических цепей: Мет. указ. к практическим занятиям. Ч. 1. Екатеринбург, Изд-во УГТУ, 2006.