лабораторные ТЛЭЦ / уровни испр. с флешки

ФЕДЕРАЛЬНОЕ 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» на тему: «Измерение электрических уровней»

Екатеринбург

2012

Лабораторная работа №1

Измерение электрических уровней

Цель работы

1. Изучение измерительных приборов, применяемых в лаборатории;

2. Измерение напряжений и уровней напряжения на входе и выходе четырехполюсника при изменении частоты генератора.

3. Расчет уровней напряжения, уровней мощности и тока по результатам измерений.

Содержание работы

Изучить:

1. Лабораторный генератор низкой частоты: назначение прибора, способы подключения к нему нагрузки, установку и отсчет частоты, регулировку выходной мощности, установку требуемого внутреннего сопротивления генератора;

2. Вольтметр: назначение клемм, регулировок и переключателей, выбор шкалы, установка и отсчет напряжения и уровня по напряжению по шкалам прибора.

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 Z_Н:

(1)

где p_вх. – уровень на входе четырехполюсника

p_вых. – уровень на выходе четырехполюсника,

Z_н – заданная нагрузка четырехполюсника,

Z_вх. – входное сопротивление четырехполюсника.

Порядок выполнения работы

1. Подключить генератор и вольтметр к гнездам ГЕН и ВМ блока измерений.

2. Схему четырехполюсника, заданную преподавателем, подключить на блок измерений при помощи переключателей П3 и П11.

3. Включить исследуемый четырехполюсник (ИЧ) между гнездами Л1 и Л3 коммутационного поля блока измерений.

4. Включить питание.

5. Для заданных значений частоты генератора измерить:

   1. Напряжение на входе и выходе четырехполюсника;

   2. Уровни по напряжению на входе и выходе четырехполюсника;

Измерения p_вх. и p_вых. производятся по схеме 1.1.а и 1.1.б при сопротивлениях нагрузки 600 и 300 Ом.

6. Для измерения входного сопротивления четырехполюсника подключить вход нагруженного четырехполюсника к гнездам Z_X коммутационного поля блока измерений, а эталонное сопротивление к гнездам Rэ . С помощью переключателя «П9» подключать поочередно вход вольтметра к исследуемому четырехполюснику (положение «U_Z») или к эталонному сопротивлению (положение «U_R»). Сравнением падений напряжения на этих сопротивлениях и подбором сопротивления магазина добиться одинаковых показаний вольтметра в обоих положениях переключателя, т.е. равенства |Z_Х| = R_Э, и таким образом определить входное сопротивление.

7. По результатам измерений вычислить значения уровней напряжения, мощности и тока на входе и выходе четырехполюсника.

8. Определить затухание передачи четырехполюсника. Уровни и затухание определить в децибелах.

9. Результаты измерений и вычислений оформить в виде таблицы 1.1.

10. Построить частотную характеристику затухания.

Рисунок 1.1

.

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

11. Сделать выводы.