Лабораторное задание

Подготовка установки к работе

Соберите простой параллельный колебательный контур из индуктивной катушки (L=25 мГн) и конденсатора (С=25 нФ). Входное напряжение подается на контур через резистор (R_г=1020 кОм), выходное напряжение снимается с контура.

Включите генераторно-измеритель­ную систему (ее ярлык — на рабочем столе). Установите режим измерения амплитудно-частотных характеристик цепей. Задайте амплитуду входного сигнала U_m=1 В.

1. Изучение амплитудно-частотной характеристики

и измерение параметров резонансной цепи

Включите отобра­жение измеряемой АЧХ и запустите автоматическое измерение АЧХ. Установите пределы измерений по частоте (выделите область резонанса) и подберите удобный шаг измерений. Зарисуйте измеренную АЧХ.

Включите отобра­жение расчетной АЧХ. Из набора математических моделей цепи выберите одноконтурную резонансную цепь. Методом подбора параметров модели, дающих хорошую аппроксимацию измеренной АЧХ, измерьте параметры собранной цепи (k_р, f_р, Q, П_f=f_р/Q).

Зашунтируйте резистор R_г другим резистором (R=R_г/2÷R_г) и убедитесь в расширении полосы пропускания исследуемой резонансной цепи. Для нового варианта цепи повторите измерения АЧХ и параметров (новую АЧХ нанесите на тот же график).

После этого шунтирующий резистор временно отключите.

2. Изучение влияния взаимной расстройки сигнала и цепи

на передачу сигнала

Переключите генераторно-измерительную систему в режим измерения характеристик сигналов (осциллограмм и спектров) и включите отобра­жение генерируемого и измеряемого сигналов. Сформируйте АМ-сигнал с гармоническим законом модуляции:

u(t) = U_нес (1 + M_вх cos (Ωt+Φ)) cos (ω₀t+φ₀),

где U_нес=1 В, М_вх=1, F=П_f/2 (П_f — полоса пропускания более узкополосной цепи, т.е. цепи без шунта; точность установки частоты 0,25 кГц), Φ=φ₀=0, f₀=f_р. Установите рекомендуемые пределы отображения по времени (примерно 2 периода модуляции) и по частоте (примерно f₀±4F).

Изменяя несущую частоту (вблизи резонанса), обратите внимание на искажения сигнала при расстройке относительно резонансной частоты цепи (проверьте, что собрана более узкополосная цепь, т.е. шунтирующий резистор отключен). Зарисуйте осциллограммы и спектрограммы: а) входного сигнала; б) выходного сигнала при расстройке, соответствующей наиболее заметным искажениям (f₀f_р+П_f/2 или f₀f_р−П_f/2); в) выходного сигнала при настройке (f₀=f_р) (настройку удобно проконтролировать по спектру измеряемого выходного сигнала).

3. Изучение влияния частоты модуляции на параметры

выходного АМ-сигнала

В режиме настройки (f₀=f_р) изменяйте частоту модуляции и обратите внимание на изменение коэффициента модуляции M_вых и начальной фазы огибающей Ψ выходного АМ-сигнала.

Для трех значений частоты модуляции (F=П_f/4, F=П_f/2, F=П_f) с помощью курсоров измерьте V_макс, V_мин и t₀ (момент времени, когда V(t₀) = V_макс), а по ним определите параметры выходного сигнала:

М_вых = (V_макс−V_мин) / (V_макс+V_мин); Ψ(°) = −360Ft₀.

Измеренные таким способом значения М_вых и Ψ внесите в таблицу и сравните с расчетными.