Исследование rc –фильтра в переходных режимах.

1 Изучение переходных процессов в фильтре при воздействии со стороны сети.

Реостат RH установите в положение 50 %;

ключ К1 – в верхнее положение;

ключ К2 – в нижнее положение;

ключ К3 – в левое положение (замкнут);

входы осциллографа – открытые (опция DC).

Включите схему и после заполнения экрана осциллографа выключите ее, установите желаемую чувствительность в обоих каналах (кнопки V/div в зависимости от уровней напряжений), при необходимости задайте смещение по каналам . Зарисуйте форму переходного процесса на выходе фильтра при RН = 50 % и 10 %.

2 Изучение переходных процессов при воздействии со стороны нагрузки.

Реостат RH установите в положение 50 %;

ключ К1 – в верхнее положение;

ключ К2 – в верхнее положение ;

ключ К3 – в правое положение (разомкнут).

Включите схему и зарисуйте форму переходного процесса на выходе фильтра при RH = 50 % и 10 %. Выключите схему. Укажите интервалы «сброса» и «наброса» нагрузки, которые определяется по осциллографу (канал B). Измерьте длительности переходных процессов (рисунок 4.14) на обоих интервалах. Длительность переходного процесса равна T2–T1. Объясните полученные кривые.

Рисунок 4.14 – Измерение длительности переходного процесса

3 Выделите конденсатор С двойным щелчком в момент значка «рука». Выберите опцию «value» и установите в окне номинал 1000 мкФ. Выход из этого окна осуществляется нажатием кнопки «ОК».

4 Повторите п.п. 1 и 2.

5 Восстановите значение C = 2000 мкФ.

Измерение ачх и фчх.

1 Установите ключ К1 – в нижнее положение; ключ К2 – в верхнее положение; К3 – в левое положение (замкнут); реостат нагрузки RН – 50 %. Двойным щелчком откройте измеритель АЧХ. Установите линейные масштабы и пределы, близкие к таким: по вертикали F=1, I=0; по горизонтали F = 1 кГц, I = 0,1 Гц (следует использовать “прокрутку” ). Включите и выключите схему. Зарисуйте форму АЧХ. Найдите полосу пропусканияна уровне 0,707.

2 В измерителе АЧХ установите логарифмические масштабы: по вертикали F = 0, I = – 40 dB; по горизонтали F = 100 кГц, I = 0,1 Гц. Включите и выключите схему. Зарисуйте форму АЧХ. С помощью визирной линии определите частоту, на уровне затухания –3 dB (что соответствует уровню 0,707). Найдите крутизну спада (dB/дек). Для этого установите визирную линию на границу полосы пропускания и запишите частоту F1 и затухание A1. Передвигайте визирную линию вправо до частоты 10F1 (декада). Запишите частоту F2 и затухание А2. Получаем крутизну спада G = (A2 – A1) dB/дек. Сравните её с теоретической.

3 В измерителе ФЧХ установите линейный масштаб по вертикали (F=0, I= – 90) и логарифмический по частоте. Зарисуйте ФЧХ в масштабе.

4.4.2.1 Результаты работы

Подготовьте отчёт по лабораторной работе.

4.4.2.2 Контрольные вопросы

1 Объясните график зависимости коэффициента сглаживания от изменения тока нагрузки.

2. От каких параметров RС –фильтра зависит коэффициент сглаживания ?

3. Как проанализировать переходные процессы в RС сглаживающем фильтре?

4. Какое влияние оказывает RС сглаживающий фильтр на выпрямитель, стоящий до него?

4.4.3 Исследование LC сглаживающего фильтра

Описание модели LС–фильтра. Схема модели приведена на рисунке 4.15. Она позволяет исследовать процессы в LС сглаживающем фильтре в установившемся и переходных режимах. Для измерения электрических величин используются двухлучевой осциллограф и ампер – вольтметры.

Изменение режимов работы обеспечивается ключами К1, К2, K3. Их назначение очевидно из схемы. С помощью ключа К1 подключается генератор пульсаций входного напряжения – U1, с помощью ключа К2 включается

Рисунок 4.15 – Модель LC – фильтра (Файл LC–фильтр)

генератор прямоугольного напряжения UP во входную цепь (цепь питания), обеспечивая тем самым импульсное воздействие со стороны входа, а с помощью ключа К3 – импульсное воздействие со стороны нагрузки.

Ключ К1 управляется клавишей «1»

Ключ К2 – клавишей «2»

Ключ К3 – клавишей «3».

Нагрузочный реостат управляется клавишей «R» на 10 % при каждом нажатии (для движения в другую сторону используют комбинацию Shift +R). Вольтметр U02 позволяет измерять постоянную составляющую выходного напряжения, вольтметр Um2 измеряет действующее значение напряжения пульсаций. Поэтому, при расчете коэффициента пульсаций необходимо учесть множитель . Переменную составляющую (амплитуду) можно измерять и посредством осциллографа (рисунок 4.16).

Рисунок 4.16 – Измерение уровня пульсаций посредством осциллографа

Для этого установите удобную развертку: 2 Ms/div; Y/T; Auto; 1…5 V/div (в каналеA); 200…500Mv/div (в каналеB); начальное смещение уровня сигнала Yposition равное 0,00.

Входы осциллографа должны быть закрыты (AC). Амплитудное значение входного напряжения Um1 соответствует 1 – ой визирной линии (показания в левом окне VA1), амплитудное значение напряжения на выходе – Um2 измеряется второй визирной линией (VB2).

Измерителем АЧХ и ФЧХ проводится измерение АЧХ (MAGNITUDE) и ФЧХ (PHASE) LC сглаживающего фильтра при логарифмической и линейной шкалах.