3. Подготовка к выполнению лабораторной работы:
3.1. Изучить по учебной литературе явление резонанса в последовательном колебательном контуре, его амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики, влияние сопротивлений генератора и нагрузки на параметры контура. Ознакомиться с применением последовательного контура в качестве режекторного фильтра.
3.2. Изучить описание лабораторной работы, продумать порядок проведения эксперимента.
3.3. Выполнить предварительные расчеты.
3.4. Ответить на контрольные вопросы.
4. Расчетная часть:
Для последовательного колебательного контура, составленного из элементов RL3, L3, C2, RГ = 50 Ом (рисунок 4.1), заданных параметров стенда (Приложение, таблица 1) и действующем значении приложенного напряжения
U = 2,2 В вычислить:
резонансную частоту;
характеристическое сопротивление;
собственную добротность и затухание;
комплексные ток и напряжения на элементах контура на резонансной частоте;
полосу пропускания;
сопротивление контура на резонансной частоте;
рассчитать и построить АЧХ контура в диапазоне частот, в котором ее значения больше, чем 20% от максимального.
Рисунок 4.1 - Последовательный колебательный контур с подключенным источником сигнала.
построить векторную диаграмму для токов и напряжений при резонансе;
повторить расчеты и все построения при параллельном подключении к емкости сопротивления нагрузки R4 (рисунок 4.2).
5. Экспериментальная часть:
Работа выполняется на блоке «Простые и сложные цепи».
5.1. Измерьте величины сопротивлений R4 и RL3 катушки индуктивности L3, сравните их с заданными при расчетах.
Рисунок 4.2 Последовательный колебательный контур с подключенными
Источником сигнала и нагрузкой
5.2. Соберите схему последовательного колебательного контура из элементов L3 и C2 (рисунок 4.1).
5.3. Установите на генераторе напряжение U = 2,2 В и частоту f0, рассчитанную при выполнении домашнего задания. Подстройте контур меняя частоту воздействия по максимуму выходного напряжения. При помощи вольтметра измерьте напряжения на L3 и C2.
5.4. Снимите АЧХ контура, меняя частоту воздействия в диапазоне рассчитанных значений и измеряя напряжение на C2.
5.5. Повторите измерения п. 5.4 при подключении к контуру нагрузки – сопротивления R4 (рис. 4.2).
5.7. Снимите АЧХ контура, используемого в качестве режекторного фильтра, подключив последовательно с ним сопротивление R5 (рисунок 4.3).
Рисунок 4.3 - Схема эксперимента при исследовании режекторного фильтра
6. Содержание отчета:
6.1. Название и цель работы.
6.2. Результаты выполнения домашнего задания (Расчетная часть).
6.3. Результаты выполнения экспериментальной части:
6.3. Таблицы сравнения результатов расчетных и экспериментальных параметров для нагруженного и ненагруженного колебательного контура.
Изображенные в одних осях расчетные и экспериментальные векторные диаграммы для токов и напряжений при резонансе для контура представленного на рисунок 4.1.
Изображенные в одних осях графики для расчетных и экспериментальных АЧХ нагруженного и ненагруженного колебательных контуров.
АЧХ режекторного фильтра.
6.7. Выводы.