лабораторные ТЛЭЦ / уровни исправл
..docФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Уральский государственный университет путей сообщения»
(УрГУПС)
Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»
М.С. Мухамедзянов
И.В. Хрипунова
Методическое пособие
по лабораторной работе №1
по курсу «Теория электрических цепей» «Измерение электрических уровней»
Екатеринбург
2012
Лабораторная работа №1
Измерение электрических уровней
Цель работы
-
Изучение измерительных приборов, применяемых в лаборатории;
-
Измерение уровней сигнала на входе и выходе четырехполюсника в зависимости от частоты;
-
Расчет уровней по мощности, напряжению и току по результатам измерений.
-
Определение затухания четырехполюсника.
Содержание работы
Изучить:
-
Лабораторный генератор низкой частоты: назначение прибора, способы подключения к нему нагрузки, установку и отсчет частоты, регулировку выходной мощности, установку требуемого внутреннего сопротивления генератора;
-
Вольтметр: назначение прибора, назначение клемм, регулировок и переключателей, выбор шкалы, установка и отсчет напряжения (уровня) по шкалам.
Краткие сведения из теории
Уровнем величины называется ее значение, выраженное в сравнении с некоторым определенным значением этой же величины. Уровень при передаче сигналов обычно выражают логарифмическим отношением исследуемой величины к ее нормированному значению.
Основным нормированным значением является мощность: S0 = 1·10-3 ВА. Производным от нее будет ток: I0 = 1,29·10-3 А и напряжение U0 = 0,775 В. Эти значения получении исходя из того, что мощность 1·10-3 ВА приложена к сопротивлению 600 Ом.
Если уровни измеряются в неперах, то их значение определяется выражениями:
; ; .
С применением десятичных логарифмов определяются уровни в децибелах:
; ; .
Взаимный пересчет неперов в децибелы производится по соотношению:
1 Неп = 8,68 дБ; 1дБ = 0,115 Неп.
Используя приведенные выше выражения уровней, а также зная, что
,
можно определить значения токов, напряжений и мощностей по результатам измерения уровней, или уровни и другие величины по измеренным напряжениям.
Приборы, измеряющие уровни, называются указателями уровня, они устроены как вольтметры, но имеют градуировку шкалы в неперах или децибелах по соотношениям:
Затухание передачи четырехполюсника определяется по формуле (1). При этом четырехполюсник нагружается на сопротивление, равное выходному характеристическому.
Собственное затухание равно:
(1)
где pвх. – уровень входа;
pвых. – уровень выхода,
Zн – заданная нагрузка четырехполюсника,
Zвх. – измеренное входное сопротивление четырехполюсника.
Порядок выполнения работы
-
Подключить генератор и вольтметр к гнездам «ГЕН» и «ВМ» коммутационного поля блока измерений.
-
Выбрать группу схем при помощи переключателя «П11» и схему заданную преподавателем при помощи «П3».
-
Подключить исследуемый четырехполюсник между гнездами Л1 и Л3 коммутационного поля блока измерений.
-
Включить питание.
-
При различных значениях частоты генератора (частота задается преподавателем) измерить:
-
Напряжение на входе и выходе четырехполюсника;
-
Уровни по напряжению на входе и выходе четырехполюсника;
-
Измерения pвх. и pвых. производятся по схеме 1.1.а и 1.1.б при сопротивлениях нагрузки 600 и 300 Ом.
-
Для измерения входного сопротивления четырехполюсника подключить вход нагруженного четырехполюсника подключить к гнездам Zx коммутационного поля блока измерений, а эталонное сопротивление к гнездам Rэ. С помощью переключателя «П9» подключать поочередно вход вольтметра к исследуемому четырехполюснику (положение «UZ») или к эталонному сопротивлению (положение «UR»). Сравним падение напряжения на этих сопротивлениях и подбором сопротивления магазина добиться одинаковых показаний вольтметра и обоих положениях переключателя, т.е. равенства |ZХ| = RЭ, и таким образом определить входное сопротивление.
-
По результатам измерений вычислить значения уровней напряжения, мощности и тока на входе и выходе четырехполюсника.
-
Определить затухание передачи четырехполюсника. Уровни и затухание определить в децибелах. Значения частот указываются преподавателем.
-
Результаты измерений и вычислений оформить в виде таблицы 1.1.
Рисунок 1.1
-
Построить графики зависимости собственного затухания четырехполюсника от частоты.
Таблица 1.1.
ZН =__________Ом |
||||||||||||||
ff, Гц |
zZвх, Ом |
Результаты измерений |
Расчет по результатам измерений |
|||||||||||
UU1, В |
UU2, В |
pPU1, дБ |
pPU2, дБ |
pPU1, дБ |
pPU2, дБ |
IU1, А |
IU2, А |
pPI1, дБ |
pPI2, дБ |
pPS1, дБ |
pPS2, дБ |
aa, дБ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Сделать выводы по результатам расчетов и измерений.