История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Дисциплины:
2020-12-06 | 121 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
3.1. С помощью измерителя АЧХ-ФЧХ постройте по точкам АЧХ Ku (f) и ФЧХ j(f), рассчитайте нормированную АЧХ - Ku (f) = Ku (f)/ K max, постройте характеристики и по ним определите резонансную частоту f 0, полосу пропускания S, добротность Q.
На рабочем поле собрать схему исследования (рис. 4.8).
В работе использовать измеритель АЧХ – ФЧХ (Bode Plotter).
Установить значения элементов колебательного контура в соответствии с заданным вариантом (табл. 4.1).
Рис. 4.8. Схема эксперимента
Таблица 4.1
Вариант | С, пФ | L, мГн | R L, Ом |
1 | 620 | 1,6 | 5 |
2 | 820 | 1,8 | 5 |
3 | 1200 | 0,73 | 5 |
4 | 1500 | 0,73 | 5 |
5 | 2400 | 0,73 | 5 |
6 | 620 | 1,8 | 5 |
7 | 820 | 1,6 | 5 |
8 | 1200 | 0,68 | 5 |
9 | 1500 | 0,68 | 5 |
10 | 2400 | 0,68 | 5 |
Установить напряжение источника входного сигнала, равное 1 В, а его частоту – 100 кГц.
Настроить измеритель по осям Y и X. Включить линейный масштаб, а предельные значения F и I по каналам подобрать так, чтобы характеристика размещалась в пределах экрана. Пример измерения АЧХ и ФЧХ показан на рис. 4.9.
Результаты измерения можно записать также в текстовый файл. Для этого необходимо нажать кнопку SAVE и в диалоговом окне указать имя файла (по умолчанию предлагается имя схемного файла).
В полученном таким образом текстовом файле с расширением. bod АЧХ и ФЧХ представляются в табличном виде.
Установить на измерителе АЧХ и ФЧХ:
1) линейные масштабы измерения по горизонтальной и вертикальной осям;
2) начальное значение частоты 100–130 кГц;
3) конечное значение частоты 130–170 кГц;
4) начальное значение коэффициента передачи – I = 0–1;
5) конечное значение коэффициента передачи – F = 1–500;
6) включить режим измерения АЧХ (кнопка «MAGNITUDE»).
Рис. 4.9. Пример измерения АЧХ и ФЧХ
Включить режим моделирования. На экране измерителя АЧХ возникнет изображение амплитудно-частотной характеристики колебательного контура. При необходимости значения параметров измерения измерителя АЧХ нужно уточнить.
|
Включить режим измерения ФЧХ (кнопка «PHASE») и настроить прибор так, как показано на рис. 4.9: линейный масштаб; частотный диапазон такой же, как и для АЧХ; F = 0°, I = –180°. Включить режим моделирования и на экране получить ФЧХ.
Используя визирную линию на экране измерителя, снять АЧХ и ФЧХ по точкам, начиная с максимального значения K (f 0). Определить резонансную частоту f 0, коэффициент передачи на резонансной частоте и результаты занести в табл. 4.2.
Включить режим измерения ФЧХ (кнопка PHASE) и измерить фазу на резонансной частоте. Результат занести в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Частота Параметры | f 5л | f 4л | f 3л | f 2л | f 1л | f 0 | f 1п | … | f 5п |
Коэф. перед. KU = U вых / U вх | … | ||||||||
Норм. знач. K U = KU / Ku max | … | ||||||||
Фаза j K | … | ||||||||
S 0,7; S 0,1 |
| ||||||||
K П = S 0,1 / S 0,7 |
|
Снять левую половину частотной характеристики контура. Для этого переместить визирную линию влево настолько, чтобы коэффициент передачи уменьшился до значения ~ 0,85 K max. Записать в таблицу значения f 1л, KU и φ. Продолжая ступенчатое перемещение визирной линии так, чтобы KU принимало значения 0,7, 0,5, 0,3, 0,1 K max, снять левую часть АЧХ и ФЧХ контура. Результаты измерения всех параметров записать в табл. 4.2.
Аналогично снять правую часть АЧХ и ФЧХ контура.
По результатам измерений построить АЧХ и ФЧХ. Показать на графиках граничные частоты f н, f в.
Определить по характеристикам полосу пропускания на уровне 0,7 Ku max – S 0.7, рассчитать добротность Q.
Определить полосу пропускания на уровне 0,1 – S 0,1.
Оценить избирательность контура по коэффициенту прямоугольности K п = S 0.1 / S 0.7.
3.2. Исследуйте влияние сопротивления потерь контура на полосу пропускания и коэффициент прямоугольности.
|
Включить последовательно с индуктивной катушкой добавочное сопротивление R 1 = 100 Ом (или изменить значение сопротивления, включенного последовательно с индуктивностью, на 100 Ом).
Определить резонансную частоту f 0 и K (f 0) контура с помощью визирной линии. Измерить K (f), φ(f)и частоту f в различных точках характеристик, записать эти значения в таблицу, аналогичную табл. 4.2.
Изменением положения визирной линии определить граничные частоты f в, f н полосы пропускания, на которых коэффициент передачи составляет примерно 0,7 K (f 0). Сделать то же самое на уровне
0,1 K (f 0).
По результатам измерений построить АЧХ и ФЧХ. Показать на графиках граничные частоты f н, f в. Определить полосы пропускания S 0,1, S 0,7 и подсчитать коэффициент прямоугольности.
3.3. Оцените влияние сопротивления нагрузки R н на резонансные характеристики контура. Определите резонансную частоту,
полосу пропускания и эквивалентную добротность контура.
Включить параллельно конденсатору сопротивление
R 0 = 80¸100 кОм.
Определить резонансную частоту f 0 и K (f 0) контура с помощью визирной линии.
Изменением положения визирной линии определить граничные частоты f в, f н полосы пропускания, на которых коэффициент передачи по напряжению составляет 0,7 K (f 0) и 0,1 K (f 0).
По результатам измерений построить АЧХ и ФЧХ. Показать на графиках граничные частоты f н, f в, определить полосы пропускания S 0,1, S 0,7 и подсчитать коэффициент прямоугольности.
4. Изучение свойств параллельного колебательного контура (резонанс токов).
|
|
4.1. На рабочем поле соберите схему исследования (рис. 4.10). Параметры элементов контура и генератора установите по вариантам табл. 4.3.
Рис. 4.10. Схема эксперимента
Таблица 4.3
Вариант | C, пФ | L, мГн | R ген, МОм | R 0, кОм |
1 | 620 | 1,6 | 1 | 63 |
2 | 820 | 1,8 | 1 | 25 |
3 | 1200 | 0,73 | 1 | 80 |
4 | 1500 | 0,73 | 1 | 20 |
5 | 2400 | 0,73 | 1 | 51 |
6 | 620 | 1,8 | 1 | 68 |
7 | 820 | 1,6 | 1 | 75 |
8 | 1200 | 0,68 | 1 | 63 |
9 | 1500 | 0,68 | 1 | 25 |
10 | 2400 | 0,68 | 1 | 80 |
Настроить измеритель по осям Y и X: включить линейный масштаб, а предельные значения F и I по каналам подобрать так, чтобы характеристика размещалась в пределах экрана. Пример измерения АЧХ показан на рис. 4.11.
|
Провести измерение по точкам f, Ku (f), j(f) путем перемещения визирной линии по всей характеристике. Результаты измерений записать в таблицу, аналогичную табл. 4.2.
По результатам измерений построить АЧХ и ФЧХ. Показать на графиках граничные частоты f н, f вна уровне 0.7 и 0.1 от K max.
Рис. 4.11. Пример измерения АЧХ
Сравнить частотные характеристики параллельного контура с характеристиками последовательного контура по f 0, Q, S, и K ппри одинаковых параметрах элементов L, C.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение явления резонанса в электрической цепи. Виды резонанса.
2. Запишите параметры последовательного и параллельного колебательных контуров.
3. Как влияют R г и R н на параметры контура?
4. Как производится расчет АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи по напряжению последовательного контура? Объясните форму характеристик.
5. Как определить параметры контура f 0, f н, f в, S, K п по частотным характеристикам?
6. Как отличаются по параметрам последовательный и параллельный контуры?
Лабораторная работа № 5
Моделирование электрических сигналов
с помощью ряда Фурье
Цель работы: моделирование периодического сигнала и экспериментальная проверка справедливости спектрального разложения сигнала.
Общие сведения
В зависимости от контролируемого физического процесса, являющегося источником аналогового сигнала, поведение формируемого электрического сигнала s (t) может быть произвольным. Возникает вопрос: какими параметрами характеризовать эти процессы, чтобы можно было сравнить их между собой при необходимости, какие требования следует предъявить к аппаратуре записи этих сигналов с целью обработки, преобразования или воспроизведения с требуемой точностью? Практика показала, что наилучшим способом описания сигналов по ряду причин является применение рядов и интегралов Фурье (Жан Батист Жозеф Фурье (1768–1830) – французский математик и физик). Аппроксимация или приближенное описание исходного сигнала осуществляется с помощью гармонических сигналов с разными амплитудами, частотами и фазовыми задержками. В зависимости от того, является ли исходный сигнал периодическим или нет, для аппроксимации используют ряд или интеграл Фурье. В лабораторной работе для моделирования периодического сигнала с периодом T используется ряд Фурье. Исходный сигнал представляется в виде суммы синусоидальных и косинусоидальных гармоник с кратными частотами:
|
,
где – угловая частота первой гармоники при использовании ряда Фурье; k – номер гармоники; и – коэффициенты ряда.
Для расчета коэффициентов и используем следующие формулы:
при k = 0, 1, 2, 3, …,
при k = 1, 2, 3, ….
Применим ряд Фурье для моделирования периодического сигнала, предложенного на рис. 5.1. Для этого сигнала можно записать выражение:
если 0 ≤ t ≤ T / 2,
если T / 2 ≤ t ≤ T.
Рис. 5.1. Периодический сигнал, подлежащий моделированию
с помощью ряда Фурье
С учетом этого выражения рассчитаем коэффициенты при косинусоидальных гармониках:
.
Учитывая табличные интегралы:
и , а , после преобразований получим:
.
Можно заметить, что при четных значениях k величина и выражение в скобках равно нулю, а при нечетных значениях k выражение в скобках равно –2. Коэффициенты bk при синусоидальных гармониках будут равны нулю, постоянная составляющая сигнала равна A /2 и ряд Фурье, соответствующий предложенной функции, будет выглядеть следующим образом:
при k = 1, 3, 5, 7, 9, …. (5.1)
Количество используемых гармоник определяет величину погрешности при замене исходной функции на ряд Фурье.
Порядок выполнения работы
|
|
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!