Frisk_2

Замечание. Если кривые не появились, то на клавиатуре нажмите клавишу F9 и убедитесь, что все величины для построения графика введены правильно. Нажмите вновь кнопку

Run.

Нажмите клавишу F9. Добавьте (Add) к этому графику зависимость действительной части входного сопротивления Re[ZBX(f)] RE(V(V1)/I(R1)) от частоты (рис. 29).

Рис. 29

Подберите данные Y Range так, чтобы получить лучшее изображение графиков. Запустите построение, нажав кнопку Run. На экране появиться два графика (рис. 30).

Рис. 30

Аналогичным образом постройте зависимость мнимой части входного сопротивления

Im[ZBX(f)] IM(V(V1)/I(R1)) от частоты (рис. 31).

21

Рис. 31

Отметьте на оси частот резонансную частоту f0 и занесите её величину в таблицу 1. Данные графики занесите в соответствующий раздел отчета.

Повторите эти машинные эксперименты для R=640 Ом. Для чего вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. С помощью мышки и клавиатуры измените значение сопротивления R1 с 160 на 640.

4.3.2 Построение зависимости фазы входного сопротивления от частоты

Получите входную ФЧХ, зависимость фазы входного сопротивления от частоты ϕZвх(f)=arg[ZBX(f)] PHASE(V(V1)/I(R1)). Для этого в меню Analysis выберите команду частотного анализа AC… (рис. 26). На экране появиться окно АС Analysis Limits, в котором задайте параметры построения требуемого графика так, как показано на рис. 32.

Рис. 32

Запустите построение, нажав кнопку Run.

На экране появиться график зависимости фазы входного сопротивления от частоты

(рис. 33).

Рис. 33

Построить на этом же графике зависимость фазы от двух значений R1=160 и 640 Ом.

22

Для этого нажмите клавишу F9 и в появившемся окне нажмите кнопку Stepping… (рис. 32). Появится окно многовариантного анализа. Выберите параметры так, как это показано на рис. 34.

Рис. 34

Запустите построение, нажав кнопку OK.

На экране появиться два графика зависимости фазы входного сопротивления от частоты при различных сопротивлениях (рис. 35).

Рис. 35

23

Данные графики занесите в соответствующий раздел отчета.

В случае возникновения проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса

(http://frisk.newmail.ru/) для ознакомления файл L16_2.CIR (File\Open…).

4.3.3 Построение зависимости модуля входного тока от частоты

Построить график резонансной кривой, т.е. зависимость модуля входного тока |I(f)| MAG(I(R1)) от частоты. Для этого нажмите клавишу F9 и в поле Y Expression введите

MAG(I(R1)) (рис. 36).

Рис. 36

Запустите построение, нажав кнопку OK.

На экране появиться два графика зависимости модуля входного тока от частоты при различных сопротивлениях (рис. 37).

Рис. 37

По полученным графикам определить величину добротности Q, нижнюю граничную частоту f1, верхнюю граничную частоту f2, абсолютную полосу пропускания П и модуль входного тока при резонансе I0.

Данные графики занесите в соответствующий раздел отчета, а полученные величины в таблицу 1.

Аналогичным образом построить зависимости модуля входного тока (R1=160 Ом):

•при двух значениях индуктивности L1=L и L1=2L;

•при двух значениях ёмкости C1=С и C1=2С.

Данные графики занесите в соответствующий раздел отчета.

24

4.3.4Построение зависимости модуля входного тока от частоты в схеме

сгиратором

Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. С помощью мышки и клавиатуры введите схему активного колебательного контура с гиратором.

Рис. 38

Под С1 появиться введенные вами величина ёмкости рассчитанная в предварительном расчете (#3.6).

Для ввода гиратора откроите меню Component\Analog Primitives\Macros и выберите команду гиратор Gyrator (рис. 39).

Рис. 39

Построить график резонансной кривой, т.е. зависимость модуля входного тока |I(f)| MAG(I(R1)) от частоты. Для этого в меню Analysis выберите команду частотного анализа AC…(рис. 26). На экране появиться окно АС Analysis Limits, в котором задайте параметры построения требуемого графика так, как показано на рис. 40.

25

4.Что такое полоса пропускания последовательного пассивного колебательного контура? Какие существуют способы расчета полосы пропускания?

5.Выведите уравнения, с помощью которых рассчитывают входные АЧХ и ФЧХ последовательного пассивного колебательного контура.

7 Содержание отчета

Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, полуторный интервал.

Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал: титульный лист; цель работы; результаты машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.

8Литература

1.Фриск В.В. Основы теории цепей. –М.: РадиоСофт, 2002. –288 с.

2.Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей. –М.: Радио и связь, 2003. –592 с.

3.Смирнов Н.И., Ганин В.И., Коробицына Н.М, Третьякова Т.В. Расчет характеристик частотоно-избирательных цепей. –М.: МИС, 1998. –51 с.

4.Асеев Б.П. Колебательные цепи. –М.: Связьиздат, 1955. –463 с.

5.Гаврилов Л.П., Соснин Д.А. Расчет и моделирование линейных электрических цепей с применением ПК. –М.: СОЛОН-Пресс, 2004. –448 с.

27

Лабораторная работа № 17

Исследование на ЭВМ резонансных явлений в пассивном параллельном колебательном контуре

1 Цель работы

С помощью программы Micro-Cap получить входные и передаточные характеристики одиночного параллельного колебательного контура при различных добротностях.

2 Задание для самостоятельной подготовки

Изучить основные положения теории цепей о резонансе напряжений стр. 97-101 [1], стр. 121-128 [2], стр. 19-32 [3] и стр. 64-95 [4]. Выполнить предварительный расчет, письменно ответить на вопросы для самопроверки.

3 Предварительный расчет

3.1 Рассчитать величину индуктивности L выбрав из заданного интервала величину ёмкости C [10; 40] нФ так, чтобы резонансная частота пассивного параллельного колебательного контура (рис. 1) fp=5 кГц.

Рис. 1

3.2 Рассчитать следующие параметры простого пассивного параллельного контура (R=14 кОм): ρ — характеристическое сопротивление;

Q — добротность;

f1 — нижнюю граничную частоту; f2 — верхнюю граничную частоту;

П — абсолютную полосу пропускания;

Z(fp) — модуль входного сопротивления при резонансе. Полученные данные записать в таблицу 1.

28

Таблица 1

По предварительному расчету Получено экспериментально

R=14 кОм, fp=5 кГц, С=_____ Ф, L=_____ Гн.

f [2; 8] кГц.

3.4Построить график зависимости фазы входного сопротивления ϕZвх(f)=arg[ZBX(f)] от частоты f [2; 8] кГц.

3.5На одном графике построить четыре зависимости от частоты f [2; 8] кГц, U1=1 В:

•модуля входного тока |I(f)|;

•модуля тока в резисторе |IR(f)|;

•модуля тока в катушке |IL(f)|;

•модуля тока в конденсаторе |IС(f)|.

3.6Рассчитать следующие параметры пассивного параллельного контура первого типа (рис. 2)

для двух значений добротности Qp=2 и Qp=100 (L и С оставить прежними #3.1): R — сопротивление в ветви с катушкой индуктивности;

fp1 — резонансную частоту контура первого типа; Z(fp1) — модуль входного сопротивления при резонансе. Полученные данные записать в таблицу 2.

Рис. 2

Построить для двух значений добротности графики зависимости модуля входного сопротивления |ZBX(f)| и фазы входного сопротивления ϕZвх(f)=arg[ZBX(f)] от частоты f [2; 8] кГц.

Таблица 2

29