Лабораторная установка, принципиальная схема которой приведена на рисунке 3.3, содержит регулируемый источник переменного напряжения частотой 50 Гц или генератор частоты GF, набор активных сопротивлений, имитирующих сопротивления канала связи и нагрузки, и четыре батареи конденсаторов, емкость которых можно независимо дискретно регулировать. Контроль ЭДС сигнала, напряжения нагрузки UН1 = U12 и напряжения помехи UПОМ = UН2 = U34 осуществляется соответственно вольтметрами PV1, PV2, PV3.
Рис.3.3
Порядок проведения работы
1. Оценка влияния соотношения емкостей проводов. Задаться значениями R1, RH1, R2, RH2, Z1, Z2, Z3, Z4. Собрать схему, выставить заданное напряжение сигнала частотой 50 Гц и произвести замер напряжения помехи. Сделать несколько опытов для различных значений отношений Z3/Z1 и Z4/Z2 при постоянных значениях R1, RH1, R2, RH2. Результаты опытов свести в табл. 3.1. Используя выражения (3.1) – (3.4), провести расчет напряжений помехи для заданных параметров схемы опыта. Сравнить результаты расчета и эксперимента. Можно порекомендовать задаться определенным постоянным отношением Z3/Z1 и варьировать отношение Z4/Z2.
Таблица 3.1
| № опыта | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| ЕС,В |  B
|  B
| U34*, опыт | U34*, рас-чет |
Примечания:
а) Значение Z = 
, Ом – определить для ω = 314 с-1 при С в мкФ.
б) U34* = U34/EC1 – относительное значение напряжения помехи.
Расчеты удобнее проводить в относительных единицах. Так, например, если принять за базу Zб = xc = 3185 Ом соответствующее С = 1 мкФ, то соотношения Z3/Z1 = 4 и Z4/Z2 = 0,5 можно получить при Z1 = 0,5 Zб (2 мкФ); Z2 = Zб (1 мкФ); Z3 = 2∙ Zб (0,5 мкФ); Z4 = 0,5∙ Zб (2 мкФ). Тогда ЕЭ = 0,466∙ U12; ZЭ = 0,733∙ Zб; RPб = RP /3185∙ Zб.
По результатам эксперимента построить зависимость напряжения помехи в функции Z4/Z2 для заданного Z3/Z1 = const.
2. Оценка влияния частоты сигнала на величину помехи. Подключить в качестве источника сигнала генератор звуковой частоты GF. Задаться определенными значениями R1, RH1, R2, RH2 и соотношениями Z3/Z1 и Z4/Z2.
Задавшись постоянным значением ЭДС сигнала в диапазоне 15-30 В, фиксировать изменение напряжения помехи в функции частоты, контроль которой осуществляется частотомером PF. При проведении опыта с помощью осциллографа постоянно следить за стабильностью амплитуды ЭДС сигнала, которая может уменьшаться с ростом частоты, и не допускать перегрузки генератора частоты. Результаты экспериментов свести в таблицу 3.2 и таблицу 3.3, идентичную предшествующей.
Таблица 3.2
| № п/п | f, Гц | U12, B | UПОМ = U34, В | U34* =  (опыт)
| U34* (расчет) | Заданные параметры схемы |
R1= Ом; RН1 = Ом;
R2 =Ом; RН2 = Ом;
С13 = мкФ; С14 = мкФ;
С23 = мкФ; С24 = мкФ;
 =;  =.
| ||||||
По результатам экспериментов построить графическую зависимость UПОМ = f(ω). Используя выражения (3.1) – (3.4), провести расчеты напряжений помехи для частоты f = 50 Гц и какой-либо заданной частоты ωm >314 с-1.
Содержание отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
а) схему экспериментов;
б) результаты экспериментов;
в) графические зависимости результатов экспериментов по п.3.1 и п.3.2;
г) краткое объяснение полученных результатов и основные выводы по результатам.
3.6 Контрольные вопросы
1. Объяснить, используя амплитудно-частотную характеристику UПОМ = f(ω), почему с ростом частоты напряжение помехи увеличивается, а затем начинает спадать.
2. Привести возможные способы устранения взаимного емкостного влияния между контурами.
Лабораторная работа №4