3.2. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться со схемами и корректирующими свойствами ФВК.

2) Определить схему и элементы сопротивления Z₂ по заданным Z₁ и R; определить элементы эквивалентного ФВК, содержащего идеальный трансформатор.

3) Рассчитать и построить частотные зависимости фазовой постоянной, характеристического сопротивления, затухания и группового времени прохождения ФВК.

4) Собрать схему ФВК и измерить его входные сопротивления в режимах холостого хода и короткого замыкания. Измерение входного сопротивления ФВК провести с использованием одного из методов, приведенных в прил. 1 – 3 по заданию преподавателя.

5) Рассчитать характеристическое сопротивление контура по формуле (1.6).

6) Рассчитать ослабление ФВК и фазовую постоянную по формулам:

; (3.12)

, (3.13)

где N рассчитывается по формуле (1.11), а – по формуле (1.12).

7) Полученные экспериментальные значения величин , , необходимо сопоставить с теоретическими, рассчитанными в подразд. 3.1, построив экспериментальную и теоретическую зависимости характеристических параметров ФВК на одном рисунке.

8) Рассчитать и построить частотную зависимость группового времени прохождения. Схема и параметры исследуемого контура задаются преподавателем.

9) Ответить на контрольные вопросы.

3.3. Содержание отчета

1) Схемы фазовых корректоров и измерений.

2) Основные расчетные формулы и таблицы результатов измерений и расчетов.

3) Теоретические и экспериментальные зависимости фазовой постоянной, затухания и характеристического сопротивления от частоты.

4) Ответы на контрольные вопросы.

3.4. Контрольные вопросы

1) Почему в качестве элементов Z₁ и Z₂ в схеме ФВК выбраны обратные двухполюсники?

2) Как выбирается нагрузочное сопротивление при работе ФВК?

3) Фазовая постоянная изменяется от 0 до 5π. Сколько элементов содержит Z₁ в схеме ФВК?

4) Привести две схемы: схему ФВК, в которой Z₁ состоит из пяти элементов, и схему ФВК, дающую аналогичный результат по фазовой характеристике, но состоящую из каскадного соединения нескольких звеньев.

5) Индуктивность катушки Z₁ ФВК первого порядка увеличили в два раза. Как изменится фазовая характеристика ФВК?

Библиографический список

1. Каллер М. Я. Теория линейных электрических цепей железно-дорожной автоматики, телемеханики и связи / М. Я. Каллер, Ю. В. Со-болев, А. Г. Богданов. М.: Транспорт, 1987. 399 с.

2. Л о с е в А. К. Теория линейных электрических цепей / А. К. Лосев. М.: Высшая школа, 1987. 512 с.

3. Богданов А.Г. Исследование реактивных двухполюсников / А.Г.Богданов, С.Е. Кустышев, Э.И. Санковский / ЛИИЖТ. Ленин-град, 1991. 13 с.

4. Карпова Л. А. Определение параметров двухполюсников и четырехполюсников / Л. А. Карпова, В. Т. Полунин / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2003. 37 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Определение комплексных сопротивлений методом двух вольтметров

При использовании приборов с несимметричным входом следует применить схему двух вольтметров, изображенную на рис. П.1.1, а. В этой схеме измеряемое сопротивление подключается к генератору синусоидальных колебаний G через известное добавочное сопротивление: емкостное ( ) или резистивное (Z_д1 = R₁). При данных условиях определяют напряжения V_x1 и V₀₁ (на сопротивлении Z_х и последовательно соединенных (Z_х + Z₁) соответственно).

а б

Рис. П.1.1. Схема измерения комплексного сопротивления

методом двух вольтметров

Далее добавочное сопротивление заменяют другим ( или Z_д = R₂) и измерения повторяют, записывая соответствующие показания вольтметров V_х2 и V₀₂.

Если ввести условные обозначения:

, (П.1.1)

то ; (П.1.2)

. (П.1.3)

При использовании в качестве добавочных сопротивлений резисторов R₁ и R₂ в формуле (П.1.1) значение коэффициента , а угол  и модуль Z вычисляются по формулам:

; (П.1.4)

. (П.1.5)

Для повышения точности измерений необходимо принять значение коэффициента р в пределах от 5 до 20, значения добавочных сопротивлений Z₁ и Z₂  соизмеримыми с Z_х, отсчет V_х и V₀ выполнять по одному и тому же прибору без переключения шкалы.

Измерение сопротивления методом двух вольтметров необходимо проводить в следующей последовательности.

1) Собрать схему исследуемого сопротивления (для уменьшения числа приборов следует использовать схему измерений, приведенную на рис. П.1.1, б, где S₁ и S₂ – переключатели, размещенные на лицевой панели генератора).

2) Задаться значениями добавочных сопротивлений (Z_д1, Z_д2), подключить их к коммутационной панели в соответствии со схемой рис. П.1.1, б. Присоединить к схеме измерения гибкими проводами милливольтметр и генератор.

3) Включить питание приборов и установить выходное сопротивление генератора 600 Ом, задать с помощью регулятора выходное напряжение 1 – 2 В и требуемую частоту.

4) Установить ключ S₁ на панели генератора в положение «1» (в этом случае милливольтметр покажет значение напряжения V₀), записать полученное значение напряжения. Для измерения значения напряжения V_x ключ S₁ перевести в положение 2, записать полученный результат. При измерениях следует избегать переключения шкалы прибора и не превышать максимально допустимого значения напряжения U_max = 5 В.

5) Для определения характера измеряемого сопротивления Z_x необходимо параллельно к нему подключить милливольтметр, зафиксировать его показание, а затем присоединить также параллельно небольшую емкость (5 – 50 нФ). Если напряжение уменьшается, то Z_x имеет емкостный характер, если увеличивается – индуктивный.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2