Введение

Micro‑Cap – программа для цифровой эмуляции электрических схем, со встроенным графическим редактором.

Цель этой работы – исследовать А‑параметры пассивного линейного четырёхполюсника опытами холостого хода и короткого замыкания.

Задачи работы заключаются в следующем:

1. Произвести предварительный непосредственный расчёт А‑параметров пассивного линейного четырёхполюсника;

2. Построить графики зависимостей модулей А‑параметров четырёхполюсника от частоты источника;

3. Построить графики зависимостей фаз А‑параметров четырёхполюсника от частоты источника;

4. На основе данных, полученных при предварительном расчёте, собрать схему пассивного линейного четырёхполюсника в программе Miro‑Cap;

5. Построить графики зависимостей модулей и фаз А‑параметров четырёхполюсника; получить с графиков значения А‑параметров четырёхполюсника;

6. Ответить на вопросы самопроверки.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1 ПОСТАНОВКА ВОПРОСА

В лабораторной работе №18 необходимо рассчитать А‑параметры пассивного линейного четырёхполюсника и построить графики зависимостей модулей и фаз А‑параметров от частоты. Произвести расчёты сначала любым удобным способом (с помощью программ, математических пакетов, калькулятора), потом с использованием программы симуляции работы электрических цепей Micro‑Cap.

2 ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ

Расчёт А‑параметров пассивного линейного четырёхполюсника и построение графиков зависимостей модулей и фаз А‑параметров от частоты производились с помощью программы Mathcad Prime 8 (расчётный лист представлен в приложении «Б»).

2.1.1 ИССЛЕДУЕМАЯ ЦЕПЬ ПАССИВНОГО ЛИИНЕЙНОГО ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКА

Для построения исходной исследуемой цепи (рисунок 1) необходимо зафиксировать величину сопротивления резистора R₁ (R1) на одном целом значении из промежутка  Ом. В рамках задачи R₁ = 1075 Ом.

Рисунок 1. Схема исследуемого пассивного линейного четырёхполюсника.

Для упрощения расчётов исходную цепь можно представить в следующем виде.

Рисунок 2. «Свёрнутая» схема исходной цепи.

Тогда сопротивления и будут рассчитываться по следующим формулам:

	(1)
	(2)

где j – мнимая единица ( );

f – частота источника;

L – индуктивность катушки индуктивности L1 (в рамках задачи L = 10 мГн);

R₂ – сопротивление резистора R2 (в рамках задачи R₂ = 10 Ом);

C – ёмкость конденсатора C1 (в рамках задачи C = 1 мкФ).

Дальнейший расчёт и и А‑параметров необходимо произвести при частоте, равной трём, пяти и семи килогерцам.

2.1.2 Расчёт параметра а11 пассивного линейного четырёх полюсника

Необходимо рассчитать параметр А₁₁ четырёхполюсника и построить графики зависимостей его модуля и фазы от частоты  кГц. Параметр А₁₁ вычисляется по следующей формуле, при условии разомкнутости выходных зажимов (I₂ = 0):

(3)

Результаты вычислений параметра А₁₁ при необходимых частотах представлены в таблице 1 (приложение «В»).

Модуль параметра А₁₁ и его фаза вычисляется по следующим формулам:

	(4)
	(5)

где – модуль параметра А₁₁;

– действительная часть параметра А₁₁;

– мнимая часть параметра А₁₁;

– фаза параметра А₁₁, [радианы];

– аргумент параметра А₁₁.

Графики зависимостей модуля и фазы параметра А₁₁ представлены ниже (рисунок 3 и рисунок 4).

Рисунок 3. График зависимости модуля параметра А₁₁ от частоты.

Рисунок 4. График зависимости фазы параметра А₁₁ от частоты.