Лабораторная работа №6 «исследование последовательного колебательного контура»

Цель работы

Исследование основных соотношений на резонансной частоте в последовательном колебательном контуре.

Снятие частотных характеристик и определение параметров контура.

Исследование влияния внутреннего сопротивления генератора на добротность, полосу пропускания и частотные характеристики контура.

Домашнее задание

Исходные данные: значения резонансной частоты контура , индуктивности контура и сопротивление потерь контура на постоянном токе взять из таблицы 2.1; величину входного напряжения (рис. 1.2а) принять равной 150-180 мВ; сопротивление потерь контура на резонансной частоте принять равным , где k=1,7-1,8 – коэффициент, учитывающий рост сопротивления потерь при увеличении частоты.

Таблица 2.1

Параметры колебательных контуров на панели «Линейные цепи»

№ панели	кГц	мГн	Ом		кОм
				5,0	0,25
				3,8	0,25
				4,0	0,25
				4,3	0,25
				3,8	0,25
				4,2	0,25
				4,0	0,25
				4,6	0,25
				4,1	0,25
				4,3	0,25

Вычислить:

1) величину емкости C конденсатора контура;

2) характеристическое сопротивление ρ;

3) добротность контура Q;

4) полосу пропускания контура ;

5) резонансное значение тока в контуре I_P;

6) резонансное значение напряжения на емкости U_CP;

7) добавочное сопротивление потерь вносимое шунтом, включенным параллельно емкости (табл.2.1);

8) добротность Q₁, полосу и напряжение на емкости U_СР1 с шунтирующим сопротивлением Rш;

9) результаты вычислений занести в таблицы 2.2 и 2.3.

Изобразить:

1) качественный характер АЧХ коэффициента передачи по напряжению (рис. 1.2а) для двух значений сопротивлений (R_п исходное, R_п с учетом шунта) на общем графике с соблюдением относительного масштаба; указать значение для частот f = 0, f = f _р и f → ∞;

2) качественный характер ФЧХ коэффициента передачи по напряжению (рис. 1.2а) для двух значений сопротивлений (R_п исходное, R_п с учетом шунта) на общем графике с соблюдением относительного масштаба; указать значение для частот f = 0, f = f _р и f → ∞, а также на ганичных частотах полосы пропускания контура;

Лабораторное задание

Исследовать частотные характеристики напряжения на емкости последовательного контура:

1) снять две частотные характеристики АЧХ коэффициента передачи с шунтом и без шунта;

2) снять две частотные характеристики ФЧХ коэффициента передачи с шунтом и без шунта.

Указания к работе

1) собрать схему экспериментальной установки согласно (рис 2.1);

Рисунок 2.1

2) включить программу PcLab2000LТ, ярлык которой расположен на рабочем столе. На экране появится основное диалоговое окно программы;

3) установить напряжение генератора порядка 0,15-0,18В;

4) открыть окно параметров в меня View/Weveform Parameters:

5) установить заданную частоту (табл.2.1);

6) меняя емкость контура (ручка С1) настроить контур в разонанс;

Примечание: 1)при резонансе входное наряжение минимально, выходное напряжение максимально, а фазовый сдвиг выхода относительно входа равен -90⁰;

2)если вместо показаний частоты в окне параметров появляются (???), то измерения не достоверны, для устранения поменяйте чувствительность V/d соответствующего сигнала.

7) вычислить добротность контура на основе показаний СН1 и СН2 при резонансе (все значения зафиксировать);

8) открыть диалоговое окно Bode Plotter. Для этого необходимо в основном окне программы нажать кнопку Circuit Analyzer.

9) установить настройки Bode Plotter:

- убрать режимы Log.Freq.Scale и Log.Freq.Steps;

- включить режим маркерных измерений амплитуды, View /Markers f $ V;

- включить режим отображения фазы;

- в меню options включить режим Normalize Output by Input для построения коэффициента передачи;

- включить режим отображения серии измерений (Главное меню/ Options/ Show Multiple Traces);

- в главном окне Bode Plotter установить следующие режимы:

§ Vertical Scale, - Volts;

§ Frequency Range, - 1МHz (конечная частота изменения сигнала);

§ Frequency Start, - 100kHz (начальное значение частоты + шаг изменения частоты);

§ V Range 3V;

10) вызвать окно регулировки шага изменения частоты входного сигнала: Bode Plotter/Options/Frequency Step Size;

11) запустить Bode Plotter кнопкой Start;

12) регулировать шаг изменения частоты входного сигнала в процессе построения частотной характеристики; в области резонанса установить начение шага частоты 2% от заданного;

Для изменения шага необходимо:

- поставить на паузу работу Bode Plotter (кнопка Pause);

- установить масштаб (при этом заявленное значение шага изменения частоты - уменьшается в указанный процент).

13) возобновить работу Bode Plotter;

14) определить полосу пропускания цепи, используя маркеры и правое нижнее окно значений Bode Plotter;

15) зафиксировать граничные частоты и сравнить ППЦ по АЧХ и ФЧХ, результаты занести в табл.2.2;

16) зашунтировать емкость контура сопротивлением Rш (табл.2.1) и повторить пункты 7)-10).