- •1) Расчет резонансной частоты fo, характеристического сопротивления p и добротности q последовательного колебательного контура:
- •2) Уменьшаем сопротивление резистора в 2 раза.
- •3) Уменьшаем емкость в 2 раза , вернём сопротивление в исходное.
- •4) Уменьшаем индуктивность в 3 раза , вернём емкость в исходное.
3) Уменьшаем емкость в 2 раза , вернём сопротивление в исходное.
Соберём цепь согласно рис. 43 учебно-методического пособия рис. 3.1
Дано:
Вариант |
Е, В |
R, Ом |
L, мГн |
С, мкФ |
3 |
30 |
150 |
7 |
0,15 |
Рис. 3.1
Рассчитаем резонансную частоту fo, характеристического сопротивления p и добротности Q последовательного колебательного контура:
Угловая резонансная частота ω0
, рад;
Резонансная частота f0
, Гц;
Характеристическое сопротивление ρ
, Ом;
Добротность резонансного контура Q
;
Нижняя граница полосы пропускания fН
, Гц;
Верхняя граница полосы пропускания fB
, Гц;
Соберем схему согласно рис. 33 и с помощью плоттера получим АЧХ и ФЧХ. Рис. 3.2
Рис. 3.2
Измеряем значения резонансной частоты, нижнюю и верхнюю граничащую частоту, по АЧХ и ФЧХ. На рис.3.3 изображен экран плоттера с АЧХ и ФЧХ исследуемой цепи.
Рис. 3.3
f0 = 5011 Гц;
Верхняя и нижняя граница полосы пропускания определяется по уровню -1.55 дБ
fH = 3499 Гц;
fB = 6903 Гц;
Δf = fB – fH = 3404 Гц;
φ0 = - 3.13;
φН = 44.77;
φВ = -44.58;
Соберем схему согласно рис. 44 определим напряжение экспериментальным путём. Рис. 3.4
Рис. 3.4
Экспериментальным путём получили
UC = 35.63 В;
UL = 37.19 В;
Определение напряжения расчётным путём
Сравним результаты в таблице 3.1
Таблица 3.1
Исследуемые параметры |
Расчётная часть |
Экспериментальная часть |
резонансная, Гц |
4 914,68 |
5011 |
нижней границы, Гц |
3 496,03 |
3499 |
верхней границы, Гц |
6 909,00 |
6903 |
Ширина полосы пропускания, Гц |
3 404,00 |
3404 |
UC |
41,62 |
35.63 |
UL |
44,45 |
37.19 |
4) Уменьшаем индуктивность в 3 раза , вернём емкость в исходное.
Соберём цепь согласно рис. 43 учебно-методического пособия рис. 4.1
Дано:
Вариант |
Е, В |
R, Ом |
L, мГн |
С, мкФ |
3 |
30 |
150 |
2.3 |
0.3 |
Рис. 4.1
Рассчитаем резонансную частоту fo, характеристического сопротивления p и добротности Q последовательного колебательного контура:
Угловая резонансная частота ω0
, рад;
Резонансная частота f0
, Гц;
Характеристическое сопротивление ρ
, Ом;
Добротность резонансного контура Q
;
Нижняя граница полосы пропускания fН
, Гц;
Верхняя граница полосы пропускания fB
, Гц;
Соберем схему согласно рис. 33 и с помощью плоттера получим АЧХ и ФЧХ. Рис. 4.2
Рис. 4.2
Измеряем значения резонансной частоты, нижнюю и верхнюю граничащую частоту, по АЧХ и ФЧХ. На рис.3.3 изображен экран плоттера с АЧХ и ФЧХ исследуемой цепи.
Рис. 4.3
f0 = 6311 Гц;
Верхняя и нижняя граница полосы пропускания определяется по уровню -1.55 дБ
fH = 2780 Гц;
fB = 13000 Гц;
Δf = fB – fH = 10220 Гц;
φ0 = - 3.22;
φН = 45.02;
φВ = -44.52;
Соберем схему согласно рис. 44 определим напряжение экспериментальным путём. Рис. 4.4
Рис. 4.4
Экспериментальным путём получили
UC = 14.04 В;
UL = 15.26 В;
Определение напряжения расчётным путём
Сравним результаты в таблице 4.1
Таблица 4.1
Исследуемые параметры |
Расчётная часть |
Экспериментальная часть |
резонансная, Гц |
6 602,00 |
6311 |
нижней границы, Гц |
2 777,72 |
2780 |
верхней границы, Гц |
13 229,46 |
13000 |
Ширина полосы пропускания, Гц |
10 220,00 |
10220 |
UC |
14,57 |
14.04 |
UL |
20,49 |
15.26 |
Вывод:
Таблица 5.1
|
f0 |
p |
Q |
fн |
fв |
Δf |
φ0 |
φH |
φ |
UC |
UL |
1 |
3 474,48 |
233,33 |
1,56 |
2 534,97 |
4 762,20 |
2 230,00 |
0,61 |
33,16 |
-32,50 |
30,40 |
31,40 |
2 |
3 474,48 |
233,33 |
3,11 |
2 960,49 |
4 038,74 |
1 072,00 |
-4,03 |
30,90 |
-31,76 |
58,51 |
62,61 |
3 |
4 914,68 |
216,02 |
1,44 |
3 496,03 |
6 909,00 |
3 404,00 |
-3,13 |
44,77 |
-44,58 |
41,62 |
44,45 |
4 |
6 602,00 |
87,56 |
0,58 |
2 777,72 |
13 229,46 |
10 220,00 |
-3,22 |
45,02 |
-44,52 |
14,57 |
20,49 |
Из полученных данных (таблица 5.1) видно, что добротность контура (при неизменных величинах ёмкости и индуктивности), увеличивается при уменьшении сопротивления, т. е. чем меньше потери энергии колебаний внутри системы, тем выше добротность. От добротности зависит полоса пропускания контура, которая определяется как отношение резонансной частоты контура к его добротности. Чем меньше сопротивление, тем уже полоса пропускания, а так же от величины индуктивности дросселя, чем она меньше, тем шире полоса пропускания.
Резонансная частота зависит от величины емкости конденсатора и индуктивности дросселя и не зависит от величины сопротивления резистора.