- •Витяг із робочої програми до навчальної дисципліни «Основи електротехніки і електроніки» тематичний план для студентів денної форми навчання
- •Передмова
- •Короткий опис Electronics Workbench
- •Елементи графічного інтерфейсу
- •Мультиметр
- •Встановлення параметрів мультиметра
- •Настройки мультиметра
- •Вимірювання втрати потужності сигналу
- •Амплітуда (amplitude)
- •Вивід генератора «com» призначений для створення відносного рівня сигналу. Для отримання нульового рівня необхідно з’єднати вивід «com» із заземленням.
- •З позитивного виводу генератора знімається сигнал з позитивною щодо нейтрального виводу «com» амплітудою.
- •З негативного виводу генератора знімається сигнал з негативною щодо нейтрального виводу «com» амплітудою. Зсув (off set)
- •Осцилограф
- •Зміна параметрів осцилографа
- •Вказівка осей осцилографа
- •Розгортка за часом
- •Установка вольт/поділку (V/Div.)
- •Установка позиції осі X
- •Установка позиції осі y
- •Збільшення екрану осцилографа
- •Вимірювання амплітуди або фази
- •Логарифмічна і лінійна шкали
- •Установка шкали вертикальної осі
- •Настройка горизонтальної осі
- •Прийоми роботи в Electronics Workbench Робочий простір
- •Палітри элементов
- •Збірка і тестування схеми
- •З’єднання елементів схеми
- •Приклади схем
- •Гарячі клавіші
- •Практичне заняття № 2 Тема: Дослідження основних властивостей електричних кіл постійного струму.
- •Практичне заняття № 3 Тема: Дослідження простих і складних електричних кіл.
- •Практичне заняття № 4 Тема: Дослідження перехідних процесів у електричних колах постійного струму.
- •Практичне заняття № 5 Тема: Дослідження нерозгалужених електричних кіл змінного струму із активним і реактивним опорами.
- •Практичне заняття № 6 Тема: Ознайомлення з методами та обладнанням для дослідження амплітудно-частотних та фазово-частотних характеристик електричних кіл.
- •Практичне заняття № 7 Тема: Дослідження резонансних явищ в електричному rlc-колі змінного струму.
- •Практичне заняття № 8 Тема: Дослідження трифазних систем змінного струму.
- •Практичне заняття № 9 Тема: Дослідження діодних випрямлячів змінного струму.
- •Практичне заняття № 10 Тема: Дослідження роботи транзисторів у статичному і динамічному режимах.
- •Практичне заняття № 11 Тема: Дослідження роботи підсилювачів змінного струму.
- •Додаток а. Зразок титульного листка у збірнику звітів до практичних занять
Практичне заняття № 6 Тема: Ознайомлення з методами та обладнанням для дослідження амплітудно-частотних та фазово-частотних характеристик електричних кіл.
Мета: освоїти методи отримання частотних характеристик будь-якого електричного кола або електричного приладу; ознайомитись із аналізатором передавальних функцій Electronics Workbench і методами представлення отриманих частотних характеристик.
Порядок виконання роботи
6.1. Запустіть Electronics Workbench за допомогою ярлика.
6.2. Завдання 1: Дослідити вплив параметрів електричного кола на частотні характеристики схеми за допомогою осцилографу.
6.2.1. Складіть схему, наведену на рис. 6.1. Як об’єкт дослідження в цій схемі обраний дільник напруги R1 ÷ R2, що шунтується «паразитною» ємністю С.
6.2.2. Встановіть режим синусоїдальної напруги генератора і встановіть її амплітуду U = 1 V.
Змінюючи частоту F вхідної напруги Uin, виміряти на збільшеній осцилограмі (кнопка «Expand») амплітуду вихідної напруги Uout та її фазовий зсув відносно вхідної напруги φ.
Для визначення зазначених параметрів на збільшеній осцилограмі зручно використовувати маркери . Оскільки зсув фаз за осцилограмою визначається в часових одиницях, то для перерахунку значення зсуву в кутових одиницях скористайтесь формулою:
φ = F[Hz] 360 (Т2 – Т1) [сек],
де Т1 і Т2 – час початків періодів відповідно вхідного і вихідного сигналів.
Отримані дані занесіть до таблиці 6.1 і розрахуйте модуль коефіцієнта передачі напруги схеми k = Uout / Uin для ряду значень частоти.
Таблиця 6.1.
F, MHz |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
10 |
Uout, V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.3. Побудуйте графіки k = f(F) та φ = f(F). Визначіть частоту генератора Fв, що відповідає значенню k = 0,707k0 (де k0 – стале значення k при низьких частотах) та фазовий зсув φ(Fв).
6.2.4. Замість С = 100 pF встановіть С = 200 pF і знову повторіть п. 6.2.2 і п. 6.2.3. Зробіть висновки щодо впливу значень С на Fв та φ(Fв).
6.2.5. Знову встановіть С = 100 pF та замініть значення R1 і R2 (R1 = 10 кОм і R2 = 10 кОм). Повторіть п. 6.2.2 і п. 6.2.3. зробіть висновки щодо впливу значень еквівалентного опору Rе = R1 + R2 на значення Fв та φ(Fв).
6.3. Завдання 2: Дослідити вплив параметрів електричного кола на частотні характеристики схеми за допомогою графічного реєструю чого пристрою (аналізатора передавальних функцій).
6.3.1. Замість осцилографа встановіть аналізатор передавальних функцій (рис. 6.2). Його вхідні клеми ідентичні осцилографу, проте замість клеми «Ground», відносно потенціалу якої визначуються потенціали вхідних клем каналів «А» і «В», використовуються праві клеми входів «In» і «Out», з’єднані між собою.
6.3.2. Відкрийте лицеву панель аналізатора і встановіть режим заміру амплітуди «Magnitude», для вертикальної осі шкалу «LIN» із діапазоном (I ÷ F) – «0 ÷ 1», а для горизонтальної осі шкалу «LOG» із діапазоном (I ÷ F) – «2 ÷ 10 MHz».
На основі даних, отриманих при виконанні наступних п. 6.3.3 і п. 6.3.4, заповнити таблицю, аналогічну таблиці 6.1 і порівняти дані двох таблиць.
6.3.3. Ввімкніть живлення і отримайте залежність k = f(F) для визначених параметрів елементів схеми (С = 100 pF; R1 = R2 = 1 кОм). Для отримання окремих значень k і F використовуйте на лицевій панелі аналізатора кнопки переміщення вертикальної лінії на екрані – маркера . Так, застосовуючи маркер, визначіть на графіку k = f(F) частоту Fв.
6.3.4. Замініть режим заміру «Magnitude» на «Phase» з діапазоном для вертикальної осі «0 ÷ 90». Отримайте графік φ = f(F).
6.3.5. Поверніться до режиму «Magnitude» на аналізаторі передавальних функцій і виберіть для вертикальної осі шкалу «LOG» із діапазоном «–20 db ÷ 0 db». Повторіть п. 6.3.3 та отримайте графік залежності k(db) = f(F). При застосуванні цього графіку слід пам’ятати, що 0,707k0 (що відповідає Fв), дорівнюватиме k(db) = –3 (db).
Зміст звіту
Зміст має містити:
-
Тему і мету роботи.
-
Схему експерименту із застосуванням осцилографу.
-
Осцилограми із визначенням графічного методу отримання значень k та φ.
-
Експериментальні таблиці та графіки графіку k = f(F) і φ = f(F) із зазначенням Fв (при різних С і окремо при різних R1 і R2).
-
Схему експерименту із застосуванням аналізатору передавальних функцій.
-
Залежність k(db) = f(F) і φ = f(F) на єдиному графіку при С = 100 pF та при С = 200 pF, коли R1 = R2 = 1 кОм.
-
Висновки по кожному експерименту та в цілому по роботі.