Методические указания и рекомендации

1. Как известно, четырехполюсники подразделяются на пассивные и активные, линейные и нелинейные. Если показания вольтметров или амперметров, подключенных к зажимам изолированного четырехполюсника, равны нулю, то исследуемый четырехполюсник будет пассивным.

Пассивный четырехполюсник называется линейным, если между любой парой из четырех величин ,,,, характеризующих его электрическое состояние в некоторой цепи, обнаруживается прямая пропорциональная зависимость.

2. Одной из шести форм записи уравнений четырехполюсников является форма z-параметров, называемых параметрами холостого хода. Эти параметры определяются экспериментально или расчетным путем (при известной схеме) из режимов холостого хода. При указанных на рис. 11.3 направлениях положительных токов и напряжений уравнения линейного пассивного четырехполюсника, нагруженного на пассивный двухполюсник с сопротивлением , имеют вид

,

,

причем .

3. Формула, приведенная в п. 10, получена из последней системы линейных уравнений путем исключения величин и. Из получившейся линейной зависимости междуиопределяется величина входного сопротивления нагруженного четырехполюсника:

.

4. Для обратимых линейных четырехполюсников существует уравнение связи z-параметров: .

Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По конспекту лекций и учебным пособиям проработать тему «Линейные четырехполюсники». Обратить внимание на различные системы уравнений, в частности на уравнения в -параметрах, уравнения связи-параметров, и возможности их определения [1, § 7.2; 2, § 6.1–6.4].

2. Заготовить бланк протокола (отчета) по работе.

Контрольные вопросы

1. Дать определение четырехполюсника.

2. Какие формы уравнений линейного пассивного четырехполюсника вы знаете? Запишите их.

3. Какие аналитические способы определения первичных параметров линейного пассивного четырехполюсника вы знаете?

4. Как экспериментально определить первичные параметры линейного пассивного четырехполюсника?

5. Чем определяются значения первичных параметров четырехполюсника?

6. Какими соотношениями связаны коэффициенты в каждой из шести групп первичных параметров четырехполюсника?

7. Какие существуют простейшие схемы замещения линейных пассивных четырехполюсников?

Лабораторная работа № 12 исследование линейных частотных фильтров

Цель работы – снять экспериментально частотные характеристики линейного пассивного низкочастотного или высокочастотного RС- фильтра и сравнить опытные кривые с расчетными.

Объект и средства исследования

В качестве резисторов и конденсаторов исследуемых фильтров используются магазины сопротивлений и емкостей, установленные на панели стенда.

При опытном определении частотных характеристик фильтра изменяется частота действующего на его входных зажимах напряжения, которое поступает от генератора синусоидальных сигналов. Для снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик коэффициента передачи по напряжению фильтров измеряются амплитуды выходного и входного напряжений и угол сдвига фаз между ними с помощью двухлучевого осциллографа.

Рабочее задание

1. Собрать фильтр по одной из схем, приведенных на рисунке (а – для нечетных бригад, б – для четных или по указанию преподавателя). Величину емкости конденсатора выбрать в интервале 0.25...1 мкФ. Подо-брать значение сопротивления резистора с таким расчетом, чтобы «гра-ничная» частота полосы пропускания оказалась в пределах 1...10 кГц.

а б

2. Установить на входе фильтра напряжение 1 В, которое рекомендуется поддерживать неизменным на протяжении всего эксперимента.

3. Измерить на экране осциллографа выходное напряжение и разность фаз входного и выходного напряженийненагруженного фильтра для десяти значений частотыв диапазоне от 0.2 до 1.5. Результаты измерений записать в таблицу.

4. По опытным данным построить амплитудно-частотную и фазочастотнуюхарактеристики исследуемого фильтра, где– нормированная частота;– модуль коэффициента передачи по напряжению.

5. По известной схеме исследуемого фильтра рассчитать амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики и нанести их на соответствующие графики, полученные экспериментальным путем.

6. Сравнить опытные и расчетные кривые . Есть ли расхождения между ними, и если да, то каковы, по вашему мнению, причины несовпадения этих кривых?

7.^* Определить, в каком диапазоне частот выполняются условия интегрирования или дифференцирования входного напряжения для исследуемого фильтра.

––––––––––––––––––––––––––

^* Выполняется факультативно в порядке учебно-исследовательской работы.