3. Подготовка к выполнению лабораторной работы

3.1 Изучить по учебной литературе методы анализа цепей с распределенными параметрами.

3.2 Изучить данное описание.

3.3 Выполнить предварительные расчеты.

3.4 Ответить на вопросы самопроверки.

4. Расчетная часть

При подготовке к эксперименту необходимо произвести расчет различных режимов работы длинной линии при гармоническом воздействии. В том числе: рассчитать зависимость амплитуды напряжения от номера отвода линии задержки при частоте внешнего воздействия f₁ и амплитуде входного напряжения U_m1 в режимах короткого замыкания и холостого хода на выходе. Рассчитать коэффициенты отражения и бегущей волны в конце линии при сопротивлении нагрузки R_н1. Значения параметров внешнего воздействия (U_m1) и нагрузки (R_н1) заданы в таблице исходных данных (см. Приложение 1).

5. Лабораторное задание

5.1 Исследовать ДЛ в режиме бегущих волн.

5.1.1 Установить на выходе стандартного генератора напряжение сигнала 3 В при выходном сопротивлении 600 Ом, частоту сигнала 200 кГц. Подключить генератор и осциллограф ко входу ДЛ, как показано на рис1.

Рис. 1 – Исследование аналога «длинной линии»

5.1.2 С помощью переключателя подключить к выходу ДЛ согласованную нагрузку R_н.

5.1.3 Осуществить внешнюю синхронизацию осциллографа «Внешн. 1:1». Установить амплитуду входного напряжения ДЛ, равную 3 В по показаниям осциллографа.

5.1.4 Ручками «↕» и «↔» переместить изображение в центр экрана по вертикали, а левый край изображения совместить с первой вертикальной линией сетки. Ручкой «Уровень» вывести точку пересечения осциллограммы с горизонтальной осью на левый край экрана. Здесь будет начало отсчета оси задержек сигнала. Задержку входного сигнала примем равной нулю.

5.1.5 Подключить вход «Y» осциллографа к первому отводу ДЛ. Измерить амплитуду сигнала, а по смещению изображения на экране вправо измерить его задержку.

5.1.6 Повторить измерения амплитуды и задержки сигнала для всех отводов линии задержки, результаты свести в таблицу и построить графики. Сделать вывод о режиме работы ДЛ.

5.1.7 Рассчитать частоту внешнего воздействия f₀, при которой максимальная задержка сигнала в ДЛ _m равна четверти периода колебаний: f₀ = 1/(4 _m ).

На этой частоте ДЛ представляет четвертьволновый отрезок и может быть использована как трансформатор сопротивления.

5.2 Исследовать ДЛ в режиме смешанных волн. Для этого подключить к выходу линии сопротивление нагрузки R_н1. Установить частоту внешнего воздействия f₁ = 4 f₀.

5.2.1 Снять зависимость напряжения от номера отвода ДЛ, результаты свести в таблицу и построить график.

5.2.2 По результатам предыдущего пункта определить коэффициент бегущей волны и модуль коэффициента отражения:

К_б = U_min/U_max,  = (1 - К_б)/(1 + К_б), где U_min – минимальная амплитуда U_max – максимальная амплитуда сигнала в линии при измерениях по п. 5.2.1.

Сравнить их с расчетными значениями.

5.3 Исследовать ДЛ в режиме стоячих волн при частоте внешнего воздействия f₁.

5.3.1 Установить на выходе ДЛ режим холостого хода. Снять зависимость амплитуды сигнала от номера отвода ДЛ. Результаты свести в таблицу и построить график.

5.3.2 Повторить измерения для режимов короткого замыкания и емкостной нагрузки.