Симметричная цепочка Вина

Дружинин Григорий Александрович

19.02.2018

Задания для студентов второго курса по исследованию
пассивных цепочек

Дифференцирующая и двойная дифференцирующая цепочки

1) Рассчитайте элементы двойной дифференцирующей цепочки, нагруженной на входное сопротивление и входную ёмкость осциллографа. Чтобы входное сопротивление осциллографа не влияло на расчёты, выберите значение R₁ << R_BX. R_BX = 1 МОм. Значение написано возле входного разъёма осциллографа. Подумайте, что значит " << ". По заданной преподавателем граничной частоте дифференцирующей цепочки сосчитайте значение С₁ по формуле 2πf = 1/R_iC_i. Затем выберите R₂ << R₁ и вычислите значение С₂ по той же формуле.

2) Сначала измерьте зависимость коэффициента передачи от частоты для цепочки R₂ С₂. Эта зависимость в радиотехнике называется "Частотная характеристика" или ЧХ. Удобно подать на вход со звукового генератора переменное напряжение ровно 1 В. Значение напряжения на выходе будет численно равно коэффициенту передачи. Частотную характеристику удобно измерять, начиная с самой высокой частоты. Уменьшать частоту нужно до такого значения, при котором коэффициент передачи уменьшится в несколько раз от максимального. Удобно меняя частоту следить за выходным напряжением, чтобы почаще записывать точки на участках, где напряжение заметно меняется. Напишите в отчёте значение коэффициента передачи на заданной частоте. Выходит ли это различие за предел погрешности? На какой частоте коэффициент передачи равен 0.7 или 0.5? На сколько процентов они отличается от заданных значений?

3) Измерьте фазовую характеристику цепочки R₂ С₂. Инструкция по измерению – на отдельном листе.

4) Измерьте ЧХ двойной дифференцирующей цепочки. Постройте все три графика по заданиям 2, 3, 4 на листке с логарифмическим масштабом по частоте. Сравните ЧХ одиночной и двойной цепочек. Напишите в отчёте их коэффициенты передачи на заданной частоте и сравните с заданием.

Интегрирующая цепочка

1) Подключите уже имеющуюся цепочку R₂ С₂ по схеме интегрирующей цепочки. Измерьте ЧХ. Постройте на том же листе график. Сравните его с ЧХ дифференцирующей цепочки. Напишите в отчёте значение коэффициента передачи на заданной частоте. Напишите в отчёте на сколько процентов он отличается от заданного значения? Выходит ли это различие из пределов погрешности?

2) Подайте на вход интегрирующей цепочки прямоугольные импульсы. Нарисуйте в отчёте как выглядят эти импульсы на выходе цепочки при частоте, равной заданной, а также на частотах в четыре раза больше и в четыре раза меньше.

Колебательный контур

1) Соберите схему параллельного колебательного LC контура и включите последовательно с ним сопротивление R (около одного килоома), необходимое для измерения резонансной кривой. Используйте конденсатор с самой большой ёмкостью из тех, что у Вас есть, например, 1 мкФ. Измерьте ЧХ колебательного контура и немедленно постройте резонансную кривую. Масштаб по частоте должен быть линейный. Определите резонансную частоту.

2) Определите индуктивность катушки из формулы Томсона (2πf) ² = 1/LC.

3) Измерьте фазовую характеристику контура. Запишите, на какой частоте контур имеет чисто омическое сопротивление.

4) На этой частоте измерьте сопротивление контура. Для этого нужно измерить входное и выходное напряжения. Немедленно покажите результат измерения преподавателю. В отчёте напишите, почему нужно было производить измерения именно на этой частоте.

5) Из графика резонансной кривой вычислите добротность контура Q = f _РЕЗ /Δf.

6) Впаяйте последовательно с конденсатором сопротивление около 100 Ом. Измерьте резонансную кривую ещё раз и начертите её вместе с первой. Определите, как изменилась добротность.

Симметричная цепочка Вина

1) Соберите симметричную цепочку Вина по приведённой схеме. Возьмите два одинаковых сопротивления, равных меньшему сопротивлению из первого задания, и одинаковые ёмкости, равные большей. Измерьте ЧХ. Определите, на какой частоте наблюдается максимум коэффициента передачи и чему он равен на этой частоте. Сравните с расчётом.

2) Измерьте фазовую характеристику цепочки Вина. Определите частоту, на которой сдвиг фаз равен нулю. Сравните с расчётом.