Лабораторна робота 2 Методи та обладнання для дослідження частотних характеристик електричних кіл

1. Мета роботи: засвоєння методів отримання частот­них характеристик, будь-якого електричного кола або електричного приладу; ознайомлення з аналізатором передавальних функцій лабораторії “ELECTRONICS WORKSBENCH“ і методами представлення отрима­них частотних характеристик.

2. Порядок роботи:

2.1. Відкрити файл "frequen. ca3" директорії "EL_LR2". В якості об'єкта дослідження в даній схемі обраний дільник напруги R_{1 –} R₂ що шунтується "паразитною" ємністю С.

Рис. 2.1. Схема для зняття амплітудно-частотних та фазо-частотних характеристик

2.2. Встановити режим синусоїдальної напруги генератора і встановити її амплітуду U = 1V. Змінюючи частоту F вхідної напруги U_вх, змінити амплітуду вихідної напруги U_вих та її фазовий зсув φ відносно вхідної напруги. Отримані дані занести до таблиці 2.1. і розрахувати модуль коефіцієнта передачі напруги схеми к = Uвих/Uвх для ряду значень частоти.

Таблиця 2.1.

F, MHz		0,1		0,25		0,5		1,0		2,0		4,0		8,0		10,0		20,0	100

Uвих,V
φ
k

2.3. Побудувати графіки k = f (F) та φ = f (F). Визначити частоту генератора Fв, що відповідає k = 0,707k₀ (де k₀ - стале значення k при низьких частотах) та фазовий зсув φ(Fв).

2.4. Замінити значення С зі 100рF на С = 200рF і знову повторити дії згідно п. 2.2 і п. 2.3 та зробити висновки щодо впливу значень С на Fв та φ(Fв).

2.5. Знову встановити С = 100 рF та змінити значення R₁ і R₂ (R₁ =10 kΩ; R₂ = 10 kΩ) Повторити п. 2.2 і п. 2.3 зробити висновки щодо впливу значень еквівалентного опору R_Е = R₁|| R₂ на значення Fв та φ(Fв).

2.6. Замість осцилографа встановити аналізатор передавальних функцій "ELECTRONICS WORKSBENCH". Його вхідні клеми ідентичні осцилографу, проте замість "Gr"(«Земля») осцилографа використати праві клеми входів А і В, з'єднавши їх між собою (рис. 2.2).

2.7. Відкрити лицеву панель аналізатора, встановити режим заміру "Amplitude", шкалу "LIN"(«Лінійна») розміром "0÷1" для вертикальної вісі, шкалу "LOG"(«Логаріфмічна») розміром "2÷10 MHz" для горизонтальної вісі.

2 .8. Натиснути "Пуск", отримати залежність k =f(U) для нашої схеми (С=100рF; R₁=R₂=1 kΩ). Для отримання окремих значень kі F необхідно застосувати хрестик(«Маркер»), який знаходиться у центрі координат.

Рис. 2.2. Застосування аналізатора частотних характеристик

при дослідженні електричних кіл

2.9. Змінити "Amplitude"(«Амплитуда») на "Phase"(«Фаза») з відповідним розміром "0÷90°". Отримати графік U = f(F). Заповнити таблицю аналогічну таблиці 2.1, порівняти їх значення. Застосовуючи хрестик(«Маркер»), визначити на графіку k = f(F) частоту Fв.

2.10. Повернутись до режиму " Amplitude " на аналізаторі передавальних функцій і вибрати режим вертикальної вісі "LOG"(«Логаріфмічна») з розміром "-20 db ÷ 0 db". Повторити п. 2.8 та побудувати графік k(db)= f(F). При застосуванні цього графіка запам'ятати, що 0,707k₀ (що відповідає Fв), дорівнюватиме k(db)= -3(db)

3. Зміст звіту:

Зміст має містити: -

• Мету роботи;

• Схему експерименту з застосуванням осцилографа;

• Осцилограми з визначенням графічного методу отримання значень k та φ;

• Експериментальні таблиці та графіки k = f(F) і φ = f(F) з зазначенням Fв (при різних С і окремо при різних R₁та R₂);

• Схему експерименту з застосуванням аналізатора передаточних функцій;

• Залежність k(db)= f(F) і φ = f(F) на єдиному графіку при С = 100 рF та при С = 200 рF, коли R₁= R₂=1 kΩ).

• Висновки по кожному експерименту;

• Загальні висновки по роботі.