Домашнее задание

1. По конспекту лекций и любому учебнику по курсу ОТЦ, например [1] ознакомиться с основами теории последовательного, параллельного и связанных контуров.

2. Нарисовать схему последовательного колебательного контура (КК). Вычислить по формулам (1) ÷ (3), (6) его резонансную частоту f₀, характеристическое сопротивление, добротностьQи полосу пропусканияS. Параметры элементов контура по вариантам приведены в табл. 1.

3. Рассчитать по формулам (4), (5) на ЭВМ и построить АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи по напряжению на емкости последовательного колебательного контура.

Таблица 1

Вариант	С, пФ	L, мГн	RL, Ом
1	820	1,8	5
2	1500	0,73	5
3	620	1,8	5
4	2400	0,73	5

расчет произвести не менее чем в 10 точках симметрично относительно резонансной частоты.

Вычислить резонансную частоту f₀ = ₀/2π,амплитуду выходного напряжения на частотеf₀, K(f₀), начальную фазу₀(f₀).

4. Объяснить качественно виды АЧХ и ФЧХ в области нижних, средних и верхних частот относительно f₀для функций последовательного колебательного контура, указанных втабл. 2.

Таблица 2

Вар.	Функция цепи	Лит-ра
1	Коэффициент передачи по напряжению на емкости	[2], §3.2; [3] §5-2¦
2	Коэффициент передачи по напряжению на идуктивности	---- ¦¦-----
3	Входное сопротивление	---- ¦¦-----
4	Входная проводимость	---- ¦¦-----

Показать на графике, как изменяются частотные характеристики указанных функций цепи при изменении R; L; C. Отметить, как изменяются при этом Q, f₀, S и привести соответствующие формулы.

5. Как измеряется коэффициент прямоугольности?

6. Какие требования предъявляются к параллельному контору при подключении его к источнику (генератору) сигнала?

7. Как по параметрам (f₀, Q, S, Z(f₀)) отличаются последовательный и параллельный колебательные контура?

8. Какие контура называются связанными? Нарисовать схему связанных контуров.

9. Как влияет элемент связи на форму частотных характеристик?

Лабораторное задание и методические указания

Задание 1. Исследовать частотно-избирательные свойства последовательного колебательного контура с минимальными потерями.

С помощью измерителя АЧХ-ФЧХ построить по точкам АЧХ K_u(f) и ФЧХ (f), рассчитать нормированную АЧХ K_u(f)= K_u(f)/K_max, построить характеристики и по ним определить резонансную частоту f₀, полосу пропускания S, добротность Q.

1.1. На рабочем поле собрать схему исследования (рис.8).

В работе использовать измеритель АЧХ - ФЧХ (Bode Plotter).

Установить значения элементов колебательного контура в соответствии с заданным вариантом (см. табл.1).

1.2. Установить напряжение источника входного сигнала равным 1В, а его частоту - 100 кГц.

1.3. Настроить измеритель по осям Y и X. Включить линейный масштаб, а предельные значения F и I по каналам подобрать так, чтобы характеристика размещалась в пределах экрана. Пример измерения АЧХ и ФЧХ показан на рис.9.

Результаты измерения можно записать также в текстовый файл. Для этого необходимо нажать кнопку SAVE и в диалоговом окне указать имя файла (по умолчанию предлагается имя схемного файла). В полученном таким образом текстовом файле с расширением .bod АЧХ и ФЧХ представляются в табличном виде.

1.4. Установить на измерителе АЧХ и ФЧХ:

1) линейные масштабы измерения по горизонтальной и вертикальной осям

2) начальное значение частоты 100 – 130 кГц;

3) конечное значение частоты 130 – 170 кГц;

4) начальное значение коэффициента передачи – I =0 – 1;

5) конечное значение коэффициента передачи – F = 1 – 500;

6) включить режим измерения АЧХ (кнопка “MAGNITUDE”)

1.5. Включить режим моделирования. На экране измерителя АЧХ возникнет изображение амплитудно-частотной характеристики колебательного контура. При необходимости значения п.п 2) ÷ 5) задания 1.4 нужно уточнить.

1.6. Включить режим измерения ФЧХ (кнопка “PHASE”) и настроить прибор так, как показано на рис.9 – линейный масштаб; частотный диапазон такой же, как и для АЧХ; F = 0⁰, I = - 180⁰. Включить режим моделирования и на экране получить ФЧХ.

1.7. Используя визирную линию на экране измерителя, снять АЧХ и ФЧХ по точкам, начиная с максимального значения K(f₀). Определить резонансную частоту f₀, коэффициент передачи на резонансной частоте и результаты занести в табл. 3.

Таблица 3

Частота Параметры	f5л	f4л	f3л	f2л	f1л	f0	f1п	- · -	f5п
1. Коэф. перед. KU = Uвых/Uвх								-- · -
3. Норм. знач. KU = KU/Kumax								-- · -
4. Фаза K								- · -
5. S0.7; S0.1
6. KП =S0.1/S0.7

1.8. Включить режим измерения ФЧХ (кнопка PHASE) и измерить фазу на резонансной частоте. Результат занести в таблицу 3.

1.9. Снять левую половину частотной характеристики контура. Для этого переместить визирную линию влево настолько, чтобы коэффициент передачи уменьшился до значения ~ 0,85K_max. Записать в таблицу значения f_1л, K_U и φ. Продолжая ступенчатое перемещение визирной линии так, чтобы K_U принимало значения 0,7, 0,5, 0,3, 0,1 K_max; снять левую часть АЧХ и ФЧХ контура. Результаты измерения всех параметров записать в табл. 3.

1.10. Снять правую часть АЧХ и ФЧХ контура по методике, изложенной в п.1.9.

1.11. По результатам измерений построить АЧХ и ФЧХ. Показать на графиках граничные частоты f_н, f_в.

1.12. Определить по характеристикам полосу пропускания на уровне 0,7K_umax – S_0.7, рассчитать добротность Q.