zaochn_last

8. Может ли частота свободных колебаний ωсв в контуре RLС быть выше (равна, ниже) резонансной частоты ωо этого же контура?

Лабораторная работа 4

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СПЕКТРА КОЛЕБАНИЙ ПАССИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПЬЮ

1. Цель работы

Изучение спектрального метода анализа электрических цепей.

2. Задание на самостоятельную подготовку к работе

2.1. Изучите методику спектрального анализа колебаний при периодическом воздействии на электрическую цепь.

2.2. Рассчитайте спектры амплитуд и фаз колебания u1 (t) на входе RC-цепей (рис. 4.1), если u1 (t) представляет собой периодическую последовательность прямоугольных

импульсов (рис. 4.2). Параметры периодической последовательности импульсов: амплитуда импульсов U1=5 В, период следования импульсов Т=70 мкс, длительности импульсов tи=(20+n) мкс (n- номер варианта).

Рис. 4.1.1

Рис. 4.1.2

21

3.5. Последовательно устанавливая переключатель фильтра в положение 2-5 и, настраивая фильтр по максимуму показаний вольтметра, измерить напряжения U (ф1k) . Результаты

измерений записать в табл.4.2. Снять осциллограммы u1 (t) и u(1)фk (t) .

3.6. Подключить вход фильтра гармоник к выходу RC-цепи (клемма 2 на рис.4.2). Измерить действующие значения напряжения на выходе фильтра U (ф2k) . Результаты

измерений записать в табл.4.2. Снять осциллограммы u1 (t) , u2 (t) и u(2)фk (t) .

3.7. В цепи по схеме рис.4.2 поменять местами сопротивление R5 и емкость С. Повторить п.3.6.

Таблица 4.2

Результаты эксперимента

U mk 2U фk ,

H Ф

где Hф - коэффициент передачи фильтра (его значение указано на макете).

25

4. Указания к защите

4.1. Отчет должен содержать:

-схемы измерений;

-расчетные формулы;

-табл. 4.1, 4.2 результатов расчетов и измерений;

-графики U(mk1) , U(mk2) , φ1k,φ2k,│ H ( jk 1) │, (k 1) , как функции переменной k, построенные по табл. 4.1.1 и 4.1.2;

-графики U(mk1) , U(mk2) , как функции переменной k, построенные по табл. 4.2;

-осциллограммы колебаний;

-выводы по работе.

4.2. При защите необходимо уметь выводить расчетные формулы, отвечать на вопросы и решать задачи, отражающие основное содержание работы.

Контрольные вопросы

1.Какие колебания имеют дискретный (линейчатый) спектр?

2.Что называют спектром амплитуд и спектром фаз?

3.Какую составляющую называют первой гармоникой колебаний?

4.Чем определяется изменение амплитуд и начальных фаз гармонических составляющих колебания при прохождении его через линейную цепь?

5.Какие гармонические составляющие колебания u1 (t) попадают в полосу пропускания

цепей рис. 4.1.1 и 4.1.2? В какой из цепей больше изменится форма колебания?

6. Какими должны быть частотные характеристики цепи, чтобы колебание не исказилось при прохождении через цепь?

Лабораторная работа 5

АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАССИВНОГО И АКТИВНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ с использованием программы FASTMEAN

1. Цель работы

1.1.Исследовать частотные характеристики пассивного четрырехполюсника: амплитудно-частотную│H(jω)│ и фазо-частотную θ(ω).

1.2.Исследовать временные характеристики пассивного четырехполюсника: переходную характеристику h(t) и импульсную g(t).

1.3.Оценить связь между временными и частотными характеристиками исследуемого четырехполюсника.

2.Задание на самостоятельную подготовку к работе

2.1.Изучите теоретические вопросы, связанные с нахождением операторных передаточных функций и частотных характеристик пассивных и активных четырехполюсников.

2.2.Изучите теоретические вопросы, связанные с нахождением временных характеристик по известной операторной передаточной функции.

26

четырехполюсника 3-го порядка, соответствующего вашему номеру варианта, схема и параметры которого даны в табл. 5.1.

27

28

C1=C2=10 нФ 9 R1=10 Ом

L1=10 мкГ

L1=1 мкГ

10 C1=C2=10 нФ R1=20 Ом

29

Таблица 5.2

Схемы активных четырехполюсников

R1=R2=R3=100 кОм

С1=2,172 нФ

С2=16,744 нФ

1

R1=R2=R3=100 кОм С1=С2=10 нФ

2

R1=R2=R3=100 Ом

С1=3,74 нФ С2=1,086 нФ

3

30