1.5. Содержание отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

а) схему экспериментов;

б) результаты экспериментов;

в) краткое объяснение полученных результатов и основные выводы по результатам.

1.6. Контрольные вопросы

1. На основании проделанной работы объяснить, как повлияет изменение числа витков катушки на напряжение помехи, наводимое на ней.

2. Как повлияет на напряжение помехи наличие (отсутствие) ферритового сердечника в катушке?

3. Какие существуют меры по снижению помех, передаваемых за счет взаимных индуктивностей между контурами?

Лабораторная работа №2

Исследование влияния гальванических связей

2.1 Цель работы

Изучить влияние общего обратного провода на уровень помех в гальванически связанных электрических цепях.

2.2 Пояснения к работе

Рассмотрим два канала передачи информации связанных общим обратным проводом (рис.2.1,а). В каждом канале действуют ЭДС сигнала Е_С1 и Е_С2, которые через соответствующие сопротивления проводов каналов связи Z_ПР.1 и Z_ПР.2 связаны с сопротивлениями нагрузки Z_Н.1 и Z_Н.2, имеющими общую точку 0.

_{В этом случае из-за наличия общего сопротивления обратного провода ZПР.ОБ напряжения на нагрузках будут отличаться от истинного UC на определенную величину напряжения помехи UПОМ, т.е. UН = UC + U}ПОМ.

а)

б)

Рис. 2.1.

Для устранения таких гальванических связей обратный провод, по возможности, должен иметь малое сопротивление или выполняться отдельно для каждого контура. Тогда даже при наличии гальванической связи между каналами (общая точка) взаимное влияние будет сведено к минимуму (рис. 2.1,б).

Для получения качественной и количественной оценки влияния обратного провода рассмотрим упрощенную схему механизма гальванической связи на примере схемы рис.2.2., в которой в первом канале действует один источник сигнала ЭДС Е_С1 с внутренним сопротивлением источника Z_С.1. Во втором контуре сигнал отсутствует (Е_С2=0), а его источник представлен своим внутренним сопротивлением Z_С.2.

Тогда при наличии Е_С1 на сопротивлении нагрузки Z_Н.2 будет возникать напряжение помехи U_ПОМ, величина которой, в общем случае, зависит от соотношения параметров величин всех элементов данной схемы (Е_С1, Z_ПР, Z_Н, Z_ОБ.ПР).

Для упрощения анализа рассмотрим электрическую схему с активными сопротивлениями всех элементов, работающую от источника переменного напряжения Е_С. Обозначим Z_С + Z_ПР = Z₁ ≈ R₁, Z_Н = R_Н, Z_ПР.ОБ = R₀, тогда схема по рис.2.2,а примет вид, приведенный на рис.2.2,б. Примем положительное направление токов I₁, I₂, I₀ в контурах.

Напряжение помехи на сопротивлении нагрузки R_Н.2

U_ПОМ = U₀ = I₂ ∙ R_Н.2 = U₂.

Можно показать, что в этом случае

U2 = ,

(2.1)

где R_Э1 = R₁ + R_Н.1, R_Э2 = R₂ + R_Н.2 – эквивалентные сопротивления независимых частей контуров.

Рассмотрим частный случай, когда сопротивления проводов обоих каналов одинаковы и равны сопротивлению обратного провода, т.е. R_ПР1=R_ПР2 = = R₀; R_Н1 = R_Н2 = R_Н. Тогда, пренебрегая внутренними сопротивлениями источников R_С = 0 (R_С << R_П), можно показать, что

U2 =

(2.2)

где R_Э = R₀ + R_Н.

Таким образом, напряжение помехи будет определяться соотношением сопротивлений нагрузки и обратного провода R_Н=k ∙ R₀ и тогда

U2 =

(1.3)

а)

б)

Рис. 2.3

Можно показать, что функция U₂ = f(k) имеет максимум при k = , т.е. максимальное значение помехи в данном частном случае будет U₂ = 0,134∙Е_С при R_Н/ R₀ = = 1,73.