1.2. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с основными параметрами, характе­ризующими качество фильтра.

2) Вычислить коэффициент m, номинальное характе­ристическое сопротивление R, частоту среза f_с и частоту бесконечного ослабления f_∞ фильтра (по указанию преподавателя). Для этого же фильтра определить теоретические частотные зависимости характеристических сопротивлений и фазовой постоянной, выполнив расчеты при 8 – 10 значениях частоты, расположенных в полосе пропускания и в полосе непропускания (значения частоты выбрать самостоятельно).

3) Определить резонансные частоты и ориентировочно построить зависимости входных сопротивлений реактивных двухполюсников, обра-зующихся при коротком замыкании и холостом ходе фильтра, от частоты.

4) Измерить мостом переменного тока (МПТ) входное сопротивление фильтра в режимах холостого хода и короткого замыкания.

5) Обработать результаты измерений и сопоставить их с теоретическими данными, построив соответствующие экспе­риментальные и теоретические кривые на одном графике.

6) Ответить на контрольные вопросы.

1.3. Измерение входного сопротивления электрического фильтра

Лабораторная работа 1 может быть выполнена несколькими способами с использованием:

1) лабораторного макета и методов: а) двух вольтметров, б) уравновешен-ного и в) неуравновешенного мостов;

2) программного продукта Electronics Workbench;

3) программного продукта (программы) «Лабораторные работы по ТЛЭЦ».

Схемы соответствующих измерений приведены в методических указаниях [4].

При работе с лабораторным макетом используются приборы:

– генератор звуковых частот;

– магазин сопротивлений;

– магазин емкостей (при использовании уравновешенных мостов);

– индикатор (электронный вольтметр, указа­тель уровня);

– мост переменного тока;

– электрический фильтр.

В случае необходимости приборы, перечисленные выше, могут быть заменены другими, эквивалентными им по параметрам.

При использовании программы «Лабораторная работа по ТЛЭЦ» необходимо выполнить лабораторную работу в следующем порядке.

1) Открыть программу «Лабораторная работа по ТЛЭЦ».

2) Выбрать из списка лабораторную работу 1.

3) Выбрать из списка предложенных схем соответствующую заданию преподавателя.

4) Реализовать заданную преподавателем схему (клавишами «P», «V», «Y»).

5) Установить выбранную частоту на генераторе (клавишами «О», «Р»).

6) Выбрать один из режимов измерения (ХХПР, КЗПР, ХХОБР, КЗОБР).

7) Подготовить мост к измерению сопротивления соответствующего характера, выбрав положение клавиши «Х» в соответствии с ориенти-ровочными графиками входных сопротивлений в режимах холостого хода и короткого замыкания.

8) Сбалансировать МПТ с помощью емкостей и сопротивлений, изменяя поочередно их значения так, чтобы сигнал индикатора стал минимальным (от – 40 до – 50 дБ).

9) Определить входное сопротивление двухполюсника по формуле:

если измеряемое сопротивление имеет емкостный характер –

; (1.18)

если входное сопротивление фильтра имеет индуктивный характер –

. (1.19)

Значения сопротивления R_э и емкости С_э отсчитываются по магазинам сопротивлений или емкостей после уравновешивания моста и подставляются в формулы (1.18), (1.19) в омах и фарадах.

Выполняя измерения, следует иметь в виду, что если положение клавиши «Х» не соответствует характеру измеряемого сопротивления, то мост уравновесить не удается. В подобных случаях необходимо изменить характер сопротивления и проверить правильность расчетов, выполненных по заданиям подразд. 1.2; нельзя сбалансировать МПТ и в том случае, когда клавиша «Х» нахо­дится в положении «инд», а на магазине сопротивлений установлено сопротивление «R_э = 0», шунтирующее емкость С_э (рис. 1.3, б).

10) Не изменяя частоту генератора, задать другой режим работы фильтра и повторить измерения; затем изменить направление передачи и повторить измерения на этой же частоте еще раз.

11) Аналогично выполнить измерения при всех значениях частоты, выбранных в подразд. 1.2, п. 2. Результаты измерений и их обработки оформить в виде табл. 1.2 и 1.3.

12) Сопоставить результаты экспериментального исследования и теоретического расчета, оформив их в виде табл. 1.4 и графиков.

а б

Рис. 1.3. Схемы мостов переменного тока:

а – при емкостном характере измеряемого сопротивления;

б – при индуктивном

Таблица 1.2

Результаты исследования фильтра методом холостого хода и

короткого замыкания при прямом направлении передачи

Частота f, Гц	Холостой ход				Короткое замыкание
	характер Zвх∞	Rэ, Ом	Сэ, мкФ	Zвх∞, Ом	характер Zвх0	Rэ, Ом	Сэ, мкФ	Zвх0, Ом

Таблица 1.3

Результаты исследования фильтра методом холостого хода и

короткого замыкания при обратном направлении передачи

Частота f, Гц	Холостой ход				Короткое замыкание
	характер	Rэ, Ом	Сэ, мкФ	, Ом	характер	Rэ, Ом	Сэ, мкФ	, Ом

Таблица 1.4

Результаты исследования теоретических и экспериментальных

характеристик фильтра

Час-тота f, Гц	Результат измерения					Результат теоретического расчета
		Q	bэ, град	Zс1, Ом	Zс2, Ом	Ω		Zтm(пm), Ом	Zп(т), Ом	bc, град