Таблиця 10.1 – Значення параметрів штучної лінії для відповідних номерів макетів

№ макету	, мкГн	, пФ	n	№ макету	, мкГн	, пФ	n
1	510	364	20	9	1300	903	12
2	260	778	15	10	180	2000	20
3	720	500	20	11	800	556	12
4	450	1250	10	12	640	444	15
5	270	750	20	13	480	333	20
6	1200	633	10	14	960	667	10
7	120	1333	20	15	600	417	20
8	160	1778	15	16	480	333	20

АЧХ і ФЧХ за напругою вимірюються при навантаженні лінії на: ; ;. Для вимірювання АЧХ () застосовуються генератор Г3-33 і мілівольтметри В3-13. Дослідження ФЧХ () при цих же навантаженнях виконуються за допомогою генератора Г3-33 і осцилографа С1-68 за методом фігур Лісажу.

Вимірювання частотних залежностей виконується у випадках навантажень _і (коротке замикання). При навантаженні на ємність () і холостому ході () досліджується частотні залежності. Вимірюванняіздійснюється за допомогою мілівольтметра В3-13 і генератора Г3-33, підключених до входу лінії, при використанні останнього в режимі джерела струму.

10.4 Опис макета і структурна схема лабораторної установки

Лабораторна установка складається тільки з базового блоку, у якому знаходяться: штучна L, C лінія; опори навантаження; перемикач опорів навантаження ("П"); гнізда для підключення генератора і вимірювальних приладів (Г1 – на лівій боковій стінці, Г2, Г3 – на правій боковій стінці). Вигляд передньої панелі базового блоку приведено на рис.10.1.

Гнізда Г1 і Г2 підключено до входу лінії, а гніздо Г3 – до опору навантаження. До гнізд Г1 підключається генератор Г3-33, а до гнізд Г2 і Г3 – вимірювальні прилади (мілівольтметри В3-13 і осцилограф С1-68 13 при дослідженнях відповідно АЧХ і ФЧХ).

Схема лабораторної установки при дослідженні приведена на рис.10.2, а при дослідженні ФЧХ – на рис.10.3.

При вимірюванні і між потенціальною клемою генератора і входом лінії треба включити додатковий опір _, що дозволяє розглядати генератор практично як джерело струму з внутрішнім опором . При цьому схема для дослідження і буде мати вигляд, наведений на рис.10.4.

10.5 Порядок виконання роботи

10.5.1 Підготувати до роботи генератор Г3–33, осцилограф С1-68, мілівольтметри В3-13.

10.5.2 Зібрати схему (рис.10.2) для дослідження АЧХ за напругами (). Встановити на генератоі перемикач "Вих. опір" в положенняя 5 Ом, тумблер "Внутр. навантаження" – в положенняя "Вкл.", а вихідну напругу перемикачем "Межі шкал" і ручкою "Регул. виходу" – 1 В.

Увімкнути генератор, дати йому прогрітися 3–5 хвилин. Змінюючи частоту генератора в діапазоні 20–200 кГц, зняти залежності від частоти вхідної () і вихідної () напруг для випадків навантажень:; ;. Результати вимірювань (,) і розрахунків АЧХдля кожного з навантажень звести в таблиці за зразоком табл.10.2.

Таблиця 10.2 – Результати досліджень

f, кГц

При вимірюванні АЧХ необхідно зафіксувати частоти для максимальних і мінімальних значеннь . У разіці значення характеризують нерівномірність АЧХ, пов'язану із недосконалістю узгодження лінії. У випадкахімаксимальні значення АЧХ () відповідають резонансним частотам,,..., а мінімальні значення АЧХ () – частотам,,.…. Крім цих частот, при холостому ході і навантаженні на ємність необхідно визначити частоти, що відповідають смугам пропускання. Значення АЧХ при цьому становить.

10.5.3 Зібрати схему (рис.10.3) для дослідження ФЧХ (). Змінюючи частоту генератора в діапазоні 20–200 кГц, зняти залежності від частотидля випадків навантажень:; ;.

При вимірюванні ФЧХ у разі необхідно зафіксувати частоти, що відповідають зсуву фаз(). Фігури Лісажу для() мають вигляд "", для() – "", а для() – "". При холостому ході і навантаженні на ємність, крім цих частот, необхідно визначити частоти,,, що відповідають границям смуг пропускання еквівалентних контурів з резонансними частотам,,.... Для цих частот значення ФЧХ становить(). Таким чином, для навантаженьінеобхідно визначити частоти, для яких().

Результати вимірювань длязвести в табл.10.3, а дляі– в таблиці за зразоком табл.10.4.

Таблиця 10.3 – Результати досліджень для

f, кГц

Таблиця 10.4 – Результати досліджень дляі

f, кГц

10.5.4 Підготовити генератор для вимірювання частотних залежностей і. Увімкнути генератор, дати йому прогрітися 3–5 хвилин. Встановити на генератоі перемикач "Вих. опір " в положенняя 600 Ом, тумблер "Внутр. навантаження" – в положенняя "Викл.", а вихідну напругу перемикачем "Межі шкал" і ручкою "Регул. виходу" в режимі холостого ходу (макет не підключено) –=30 В.

Зібрати схему (рис.10.4) для вимірювання і. Змінюючи частоту генератора в діапазоні 20–200 кГц, зняти залежності від частоти вхідної () напруги для всіх видів навантажень. Результати вимірювань (і розрахунків(_; ) і(;).звести в таблиці за зразоком табл.10.5 і табл.10.6. При розрахунках за формулами, приведеними табл.10.5 і табл.10.6, вважати.

Таблиця 10.5 – Результати досліджень

f, кГц

Таблиця 10.6 – Результати досліджень

f, кГц

При вимірюваннях необхідно зафіксувати частоти для максимальних і мінімальних значеннь . У разіці значення характеризують нерівномірність, пов'язану із недосконалістю узгодження лінії. Максимальні значення() і(і) відповідають резонансним частотам,,..., а мінімальні значення – частотам,,.….

10.6 Вказівки щодо обробки і оформлення результатів вимірювань

10.6.1 Користуючись експериментальними даними п.п 10.5.2 і 10.5.3 побудувати графіки АЧХ і ФЧХ. Для кожного із навантажень ; ;графікиірозміщують один під другим, зберігаючи однаковим масштаб за віссю частот. На графіках АЧХ і ФАХ для і порівняти значення резонансних частот,,..., визначені за критерієм максимального значення АЧХ і за фазовим крітерієм() на ФЧХ,

10.6.2 Розрахувати залежність коефіцієнту ослаблення від частоти за формулою

,

де – АЧХ узгодженої лінії; – довжина еквівалентної звичайної лінії;– швидкість поширення хвиль в еквівалентній звичайній довгій лінії (в розрахунках можна вважати).

Результати розрахунків звести в табл. 10.7.

Таблиця 10.7 – Результати розрахунків

f, кГц

10.6.2 Користуючись результатами табл. 10.7, розрахувати значення

;

для частот, що відповідають максимальним і мінімальним значенням АЧХ для холостого ходу (). Порівняти розрахунковііз відповідними значеннями на графіку АЧХ для холостого ходу.

10.6.3 Розрахувати для випадку двома способами значення добротностей для еквівалентних коливальних контурів з резонансними частотами,,...:

1. за результатами вимірювань в п. 10.5.3 значень смуг пропускання

; ;....;

2. з використанням розрахунків (табл. 10.7)

; ;.....

Порівняти відповідні добротності.

10.6.4 Користуючись експериментальними даними п. 10.5.4 побудувати графіки і.

10.6.5 Розрахувати мінімальні і максимальні значення вхідного повного опору (при ) і вхідної повної провідності (для) для відповідних частот:

; ;

; .

Порівняти розрахункові значення ,,,із відповідними значеннями на графікахідля випадків короткого замикання і холостого ходу.

10.7 Зміст звіту:

– схема експериментальної установки;

– графіки , , ідля відповідних навантажень;

– результати розрахунків;

– висновки і критична оцінка отриманих результатів.

10.8 Контрольні запитання та завдання

1. Яке практичне застосування мають узгоджені лінії, з огляду на характер їхніх АЧХ і ФЧХ?

2. Як впливає значення довжини узгоджених ідеальної та реальної ліній на їхні АЧХ і ФЧХ за напругою і струмом?

3. Назвати спільні та відмінні риси частотних характеристик послідовного резонансного контуру, складеного з елементів із зосередженими параметрами, і замкненої довгої лінії.

4. Які параметри замкненої довгої лінії з втратами (як послідовного резонансного контуру) впливають на резонансну частоту, добротність і смугу пропускання цього контуру?

5. Назвати спільні та відмінні риси частотних характеристик паралельного резонансного контуру, складеного з елементів із зосередженими параметрами, та відрізку розімкненої довгої лінії.

6. Які параметри розімкненої довгої лінії з втратами (як паралельного резонансного контуру) впливають на резонансну частоту, добротність і смугу пропускання цього контуру?

7. Як впливає ємність, увімкнена до вихідних затискачів довгої лінії, на її резонансні частоти? Чи можна використати це явище у практиці?

8. Які характерні властивості мають штучні L, C лінії затримки сигналів? Як ці лінії використовуються на практиці і в даній роботі?

?

ПЕРЕЛIК ЛІТЕРАТУРИ

1. Коваль Ю.О., Грінченко Л.В., Милютченко І.О., Рибін О.І. Основи теорії кіл: Підручник для студентів ВНЗ Ч.1.Харків: ХНУРЕ:Колегіум, 2004–436с.

2. Коваль Ю.О., Грінченко Л.В., Милютченко І.О., Рибін О.І. Основи теорії кіл: Підручник для студентів ВНЗ Ч.2.Харків: ХНУРЕ:Колегіум, 2006–668с.

3. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника".– М.:Высш. шк, 1985.– 486с.

4. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей. М.: Радио и связь, 2000. – 592 с.

5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учеб. для вузов. Изд. 10-е. М.: Гардарики, 2002. – 638 с.

6. Попов В.П. Основы теории цепей: Учеб. для вузов. Изд. 3-е, испр. – М.: Высш. шк., 2000. – 575 с.

7. Соболев Ю.В., Бабаєв М.М., Давиденко М.Г. Теорія електричних і магнітних кіл. – Харків: ХФВ «Транспорт України», 2002. – 264 с.

8. Татур Т.А., Татур В.Е. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 2001. – 407 с.

9. Фриск В.В. Основы теории цепей: Учеб. пособие. – М.: ИП РадиоСофт, 2002. – 288 с.

10. Витков М.Г., Смирнов Н.И. Основы теории цепей. Лабораторный практикум: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 2001. – 224 с.

11. Трохименко Я.К., Любич Ф.Д. Радиотехнические расчеты на микрокалькуляторах: Справ. пособие–М.:Радио и связь, 1983.– 286с.

12. Аладьев В.З., Геригорн Н.А. Вычислительные задачи на персональном компьютере.– К.: Техника, 1991.– 254 с.

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБIТ З ДИСЦИПЛІН "ОСНОВИ ТЕОРII КІЛ", "ОСНОВИ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ", "ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРО-РАДІОКІЛ, СИГНАЛІВ ТА ПРОЦЕСІВ В РАДІОЕЛЕКТРОНІЦІ"

для студентів денної та заочної форм навчання за напрямами:

7.090701 Радiотехніка,

6.050902– Радіоелектронні апарати,

6.051004– Оптотехніка,

6.170.101– Безпека інформації в комунікаційних системах,

6.170102– Системи технічного захисту інформації,

6.170103– Управління інформаційною безпекою

Упорядники:

Ю.О. Коваль,

І.О. Милютченко

В.П. Самченко

Відповідальний випусковий В.М. Шокало

Редактор

Коректор

План 2007, поз.

Підп. до друк. Формат 60х84 1/16 Папір друк.

Друк. офсетний. Умов. друк. арк. Облік. вид арк.

Вид. № Тираж 150 прим. Зам. № Ціна договірна

ХНУРЕ, 61166, Харків, просп. Леніна, 14