6.4 Подготовка к лабораторной работе

6.4.1 Найти частоту f₂второго частного резонанса в системе связанных контуров (рисунок 6.2а). Сопротивление первого контураR=1 кОм, ёмкость первого и второго контуровС₁=С₂=33 нФ, индуктивностьL₂=0,05 Гн,С_СВ1=1,33 мкФ.

Расчёт выполнять по формуле:

,

где

,,

,.

Рисунок 6.6 – Частотные характеристики двух связанных контуров

6.4.2 Используя результаты п. 6.4.1, определить полосу пропускания системы связанных контуров. Собственная добротность второго контура Q₂ = 20, параметр А = 0,5. Расчёт провести по формуле:

.

6.4.3 Для системы связанных контуров (рисунок 6.2б) вычислить значения ёмкости связи С_свпри параметре связи А=0,5;1 и 2, используя выражение:

.

Добротность контуров Q₁=Q₂=Q=20,С₁=33 нФ.

6.4.4 Вычислить медленную f_ом и быструюf_обчастоты связи при А=2, используя формулы:

,

.

где Q= 20 и

6.5 Порядок выполнения работы

6.5.1 Определить частоту второго частотного резонанса в системе связанных контуров апериодического и колебательного (рисунок 6.2а). А=0,5 (конденсатор С_св=1,33 мкФ). Напряжение на входе стендаU_вх=0,1 В.

6.5.2 Снять резонансную кривую и определить полосу пропускания системы связанных контуров (рисунок 6.2а).

6.5.3 В последующих пунктах производится исследование системы связанных контуров, состоящей из двух одинаковых колебательных контуров (рисунок 6.2б). Действующее значение напряжения на входе стенда U_вх= 0,1 В.

6.5.4 Снять резонансную кривую системы связанных контуров при параметре связи А=0,5 (С_св= 1,33 мкФ).

6.5.5 Снять резонансную кривую при А=1 (С_св = 0,67 мкФ).

6.5.6 Снять резонансную кривую при А=2 (С_св= 0,33 мкФ).

6.6 Обработка результатов

6.6.1 По результатам пп. 6.5.2; 6.5.4 построить на одном чертеже резонансные кривые апериодической системы связанных контуров.

6.6.2 По результатам пп. 6.5.4 – 6.5.6 построить на одном чертеже резонансные кривые колебательной системы связанных контуров.

6.6.3 По результатам пп. 6.6.1 – 6.6.2 определить полосы пропускания систем связанных контуров.

Контрольные вопросы:

1. Какие бывают типы связи между контурами?

2. Какие бывают типы резонансов в системе двух связанных контуров?

3. Что такое взаимное сопротивление?

4. Начертить эквивалентные схемы замещения первого и второго связанных контуров.

5. Записать условия частных резонансов.

6. Записать условие сложного резонанса.

7. Что называется индивидуальным (основным) резонансом?

8. Что такое полный резонанс?

9. Как получить наибольший ток во втором контуре в системе двух связанных колебательных контуров?

10. Изобразить ориентировочно семейство резонансных кривых двух связанных контуров при различных параметрах связи.

11. Как различаются полосы пропускания одиночного контура и системы двух одинаковых колебательных связанных контуров при параметре связи А=0,69; 1; 2,41?

12. Имеет ли смысл выражение «полоса пропускания» для системы двух связанных одинаковых колебательных контуров при параметре связи А>2,41?

13. Каково соотношение между коэффициентом связи и параметром связи в системе двух связанных контуров?

Рекомендуемая литература

[1, с. 187-198; 2, с. 140–149; 3, с. 224–231; 4, с. 279–283].

Лабораторная работа № 7

ПАССИВНЫЕ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКИ

7.1 Цель работы:измерение параметров пассивных четырёхполюсников.

7.2 Оборудование и материалы:электрический стенд для измерения параметров пассивных четырёхполюсников, низкочастотный генератор, осциллограф СI-72.

Принципиальная электрическая схема стенда приведена на рисунке 7.1. В работе предусмотрено измерение параметров,,,пассивного несимметричного четырёхполюсника А₁(рисунок 7.2), не содержащего реактивных элементов, пассивного несимметричного четырёхполюсника А₂(рисунок 7.3), содержащего реактивные элементы, и сложного четырёхполюсника А₃(рисунок 7.4), образованного каскадным соединением четырёхполюсников А₁и А₂. Для получения четырёхполюсника А₁необходимо соединить с помощью электрических проводников гнёзда 12 и 14, 13 и 15. Для получения четырёхполюсника А₂соединить гнёзда 10 и 12, 11 и 13. Четырёхполюсник А₃образуется путём каскадного соединения двух стендов, на одном из которых собрана схема четырёхполюсника А₁, на другом – схема четырёхполюсника А₂.

Упрощённые принципиальные схемы стенда при измерении параметров ,,иприведены на рисунке 7.5.

Источником гармонического напряжения является низкочастотный генератор, подключенный к гнёздам 1, 2.

При измерении параметра гнёзда 4 и 6, 17 и 18 соединяютсяпроводниками. В выходной цепи четырёхполюсника имеет место режим холостого хода. Выходными гнёздами четырёхполюсника являются гнёзда 21, 22.

При измерении параметра соединяются гнёзда 4 и 6, 17 и 23, 18 и 24, 21 и 22. Выходной сигнал снимается с измерительного резистора R₅ (гнёзда 16, 20),величина сопротивления которого значительно меньше модуля выходного сопротивления четырёхполюсника. При этом можно считать, что в выходной цепи четырёхполюсника имеет место режим короткого замыкания. Ток в выходной цепи измеряется косвенно по напряжению на резистореR₅, величина которого 100 Ом. При измерении параметрасоединяются гнёзда 5 и 8, 6 и 9, 17 и 18. Выходной сигнал снимается с измерительного резистораR₄(гнёзда 4, 7), величина сопротивления которого (100 Ом) значительно меньше модуля входного сопротивления четырёхполюсника. Ток во входной цепи измеряется косвенно по напряжению на резистореR₄. На выходе четырёхполюсника (гнёзда 21, 22) имеет место режим холостого хода.

Рисунок 7.1 – Электрическая схема стенда

для исследования пассивных четырёхполюсников

Рисунок 7.2 – Принципиальная электрическая схема четырёхполюсника А₁

Рисунок 7.3 – Принципиальная электрическая схема четырёхполюсника А₂

Рисунок 7.4 – Структурная схема четырёхполюсника А₃

Рисунок 7.5 – Упрощенные принципиальные схемы стенда:

а) для измерения параметра ; б) для измерения параметра;

в) для измерения параметра ; г) для измерения параметра.

(начало, окончание на стр. 62)

Рисунок 7.5 – Упрощенные принципиальные схемы стенда:

а) для измерения параметра ; б) для измерения параметра;

в) для измерения параметра ; г) для измерения параметра

(окончание, начало на стр. 61)

При измерении параметра соединяются гнёзда 5 и 8, 6 и 9, 17 и 23, 18 и 24, 21 и 22. Входной сигнал снимается с измерительного резистора R₄(гнёзда 4, 7), выходной – с измерительного резистораR₅(гнёзда 16, 20).

Входной и выходной сигналы четырёхполюсника измеряются с помощью милливольтметра. Гнёзда 3, 4 и 4, 6 служат для подключения усилителя горизонтального отклонения осциллографа. Гнёзда 19, 20 и 16, 20 служат для подключения усилителя вертикального отклонения осциллографа. Осциллограф используется для измерения угла сдвига фаз между входным и выходным напряжением или током. Методика измерения угла сдвига фаз приведена в приложении Б.