6. Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. расчеты и графики по домашнему заданию

2. блок – схему лабораторной установки

3. результаты эксперимента в виде таблиц и графиков

4. выводы

7. Контрольные вопросы

7.1 При каких условиях линию можно считать длинной?

7.2 Изобразить схему замещения отрезка однородной ДЛ малой длины.

7.3 Дать определение и пояснить физический смысл:

а) волнового сопротивления

б) комплексного коэффициента распространения

в) коэффициента ослабления и фазы

г) длины волны в линии и фазовой скорости

7.4 Дать определение коэффициента отражения, пояснить методику его измерения в эксперименте.

7.5 При каких условиях в ДЛ возникает режим бегущих волн? Чему равен коэффициент отражения в этом режиме?

7.6 При каких условиях в ДЛ возникает режим стоячих волн? Чему равен коэффициент отражения в этом режиме?

7.7 Изобразить график зависимости напряжения в ДЛ от расстояния :

а) в режиме холостого хода;

б) в режиме короткого замыкания.

7.8 Дать определение коэффициента бегущей и стоячей волны, пояснить их связь с коэффициентом отражения.

7.9 Записать формулу для определения комплексного сопротивления линии как функцию расстояния от начала до данного сечения однородной ДЛ.

7.10 Каким образом из отрезка ДЛ можно изготовить:

а) эквивалент последовательного контура;

б) эквивалент параллельного контура?

7.11 Как рассчитать входное сопротивление четвертьволнового трансформатора?

7.12 Задача

Длинная линия без потерь нагружена на емкость C_н =100/ пикофарад. Длина волны в линии равна 3 м; фазовая скорость в линии V_Ф = 3. E 8 м/c. На каком расстоянии от конца линии находится ближайший узел напряжения.

7.13 Задача

Найдите волновое сопротивление линии Z_В, фазовую скорость V_Ф, если в конце линии, нагруженной на сопротивление R_Н = 200 Ом, наблюдается максимальное действующее значение напряжения (U_max = 1,6 В), а ближайший минимум напряжения (U_min =0,4 В) расположен на расстоянии а = 0,75 м. от ее конца, частота f = 1.E 8 Гц.

7.14 Задача

Четвертьволновый отрезок линии длиной x закорочен на конце. Погонные параметры линии R1, L1, C1, G1 известны. Принимая L1>>R, G1= 0, найти резонансную частоту _0, резонансное сопротивление R₀ и добротность Q резонансного контура, эквивалентного этому отрезку линии.

8. Приложение 1

Таблица исходных данных для расчета

№ стенда	1	2	3	4	5	6	7	8
Rн (Ом)	606	858	911	676	661	145	797	907
f0 (кГц)	200	250	350	400	300	250	200	300

Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ ЧЕБЫШЕВА

1. Цель работы

Исследование амплитудно-частотных характеристик фильтров Чебышева. Проверка правильности применения методов их математического описания. Приобретение навыков экспериментальных исследований характеристик фильтров.

2. Основные обозначения, расчетные формулы и определения

В лабораторной работе исследуются амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) трех фильтров третьего порядка: фильтра нижних частот (ФНЧ), фильтра верхних частот (ФВЧ) и полосового фильтра (ПФ). При подготовке к лабораторной работе необходимо рассчитать АЧХ этих фильтров и построить их графики. Исходные данные заданы в лаборатории для каждого стенда индивидуально.

Аппроксимация АЧХ нормированного фильтра-прототипа нижних частот по Чебышеву n-го порядка имеет вид:

K(i) = (1 + ²T²_n())^-0,5, (1)

где  - нормированная частота, T_n() - полином Чебышева порядка n,  - постоянная, определяющая неравномерность АЧХ в полосе пропускания;

² = 10^(0,1*A) - 1,

где А > 0 - неравномерность АЧХ в полосе пропускания фильтра в дБ. Неравномерность амплитудно-частотной характеристики для всех фильтров выбрана одинаковой, равной 3 дБ. Полином Чебышева третьего порядка имеет вид:

T₃() = 4³ - 3 (2)

График этой функции приведен на рис 8.1.

Рис.2 – Полином Чебышева 3-го порядка

В таблице 1 приведены правила перехода от нормированной частоты фильтра прототипа к денормированным значениям текущих частот для различных фильтров.

Таблица 1

Тип фильтра	ФНЧ	ФВЧ	ПФ
	fk/fc	fc/fk	(fk - f-k)/f

где f_c [Гц] - частота среза ФНЧ или ФВЧ;

f [Гц] - полоса пропускания полосового фильтра

f_k [Гц] - текущее значение частоты (для полосового фильтра - верхняя граница текущего значения частоты)

f_-k [Гц] - нижняя граница текущего значения частоты полосового фильтра.

Частоты f_k и f_-k расположены симметрично относительно центральной частоты полосового фильтра f₀. Для этих частот справедливы равенства:

f₀² = f_k* f_-k (3)

f_-k = (f₀²+(0,5* *f )²)^0,5 - 0,5* *f (4)

f_k = (f₀²+(0,5* *f )²)^0,5 + 0,5* *f (5)

3. Подготовка к выполнению лабораторной работы.

3.1 Изучить по учебной литературе классификацию фильтров, виды аппроксимации амплитудно-частотных, фазо-частотных характеристик фильтров, постановку задачи аппроксимации АЧХ нормированного прототипа ФНЧ полиномами Чебышева, основные свойства полиномов Чебышева, расчет ФНЧ, ФВЧ и ПФ по рабочим параметрам, преобразование прототипа ФНЧ в ФВЧ и полосовой фильтр, методику денормировки параметров фильтров.

3.2 Изучить данное описание.

3.3 Выполнить предварительные расчеты.

3.4 Ответить на вопросы самопроверки.