4 Эксперимент

4.1. Включить на макете схему 2-3. Занести в протокол исследуемую схему с учетом схемных параметров генератора и измерительной аппаратуры.

4.2.Получить изображения переходных характеристик для каждого из трех вариантов исследуемой схемы и скопировать их на графики, заготовленные при выполнении п.3-3. При этом необходимо добиться минимального отличия расчетной и экспериментальной кривой путем регулировки масштабов изображения на экране.

4.3.Выполнить измерения, необходимые для определения коэффициента частотных искажений каждого из трех вариантов схемы. Дискретность и диапазон по оси частот должны соответствовать п.3.2.Результаты измерений занести в таблицу, где отразить значения частоты измерения, входного и выходного напряжений макета и пределы измерения вольтметра.

4.4.Включить схему 2-4 и определить максимальное значение коэффициента частотных искажений для этой схемы. Занести в протокол исследуемую схему с учетом внутреннего сопротивления индуктивного элемента.

5 Обработка данных

5.1.Оценить характер и величину расхождений теоретических и экспериментальных кривых, полученных в п. 4.2.

5.2. По данным п. 4.3. определить значения коэффициента частотных искажений исследованных схем и погрешностей их определения. Результаты занести в таблицу. Построить графики частотных характеристик исследованных схем, совмещая их с графиками, заготовленными в п.3.2. Оценить характер и величину расхождений теоретических и экспериментальных кривых.

5.3. Используя значение ,полученное в п.4.4., и формулы (51),(48),определить значение собственного сопротивления катушки индуктивности .

2. Выводы

6.1.Оценить точность описания объектов исследования моделями второго и первого порядка во временной области.

6.2. Оценить точность описания объектов исследования моделями второго порядка в частотной области с учетом влияния собственного сопротивления дросселя .

6.3. Оценить границы применимости модели первого порядка и точность расчета погрешности моделирования (53).

Лабораторная работа № 5 Цепь нижних частот.

Цель работы: Проверка применимости модели первого порядка для описания характеристик цепи нижних частот.

1 Теория

Переходная характеристика цепи нижних частот

, (31)

где – постоянная времени,

а коэффициент частотных искажений

, (32)

где частота среза

, (33)

Выходное напряжение при импульсном входном по (31)

,

так что разница между установившимся и текущими значениями напряжения

и для любых ,

, ,

так что при выборе для любого значения

, (34)

что используется для проверки соответствия временной модели.

Для проверки соответствия частотной модели (32) вводится функция

, (35)

такая, что для любых , ,

,

и для получим

.

Эти соотношения используются для проверки соответствия частотной модели (31).

Погрешность выполнения (34)

(36)

сравнивается с расчетным значением погрешности

, (37)

где – абсолютная погрешность измерения напряжения с помощью осциллографа.

В случае

модель считается соответствующей.

В частотной области погрешности эксперимента

, (38)

(39)

сравниваются с расчетными значениями

(40)

(41)

где погрешности , , определяется как

(42)

где , – коэффициент частотных искажений и относительная погрешность его измерения в k-том опыте, причем

(43)

где погрешность определения текущего и номинального коэффициентов передачи

(44)

где , – погрешности отсчета выходного и входного напряжения.

Вывод о соответствии модели делается путем сравнения (38) и (40) для средних частот

И (39) и (41) – для повышенных частот.

2. Обьект

Объектом исследования является RL-цепь . Исследования выполняются для трех значений R: ; ; ,причем .

Постоянная времени

(45)

3. Расчет

Рассчитать по (45) значения постоянных времени для трех вариантов цепи.

Рассчитать по (33) частоты среза для трех вариантов цепи.

Эксперимент.

Включить на макете S1-1, S2-1, S4-1, подключить на вход импульсный генератор, на выход – осциллограф и определить напряжения для (34) в варианте .

Повторить опыт 4.1 для варианта , для чего включить S4-2.

Повторить опыт 4.1 для варианта , для чего включить S4-3.

Перевести генератор в гармонический режим, включить на выход вольтметр и установить частоту для варианта . Измерить .

Измерить , , , где . Кратность частот контролировать по осциллограмме.

Включить S4-2 и повторить опыты 4.4, 4.5.

Включить S4-1 и повторить опыты 4.4, 4.5.

Результаты измерений переходной характеристики заносятся в табл. 7, а частотной – в табл. 8, где – погрешность отсчета.

Табл. 7

SW	R, Ом	U0	U1	U2
S4-1	180
S4-2	510
S4-3	910

180

510

910

Табл. 8