Отчёт по ТЭЦ, работа #16

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Лабораторная работа №16

Исследование пассивных цепей.

Факультет: РФФ

Группа: 2097/2

Бригада №: 7

Студенты: Лунин И.В.

Потапов Г.С.

Преподаватель: Чепалов И.Е.

• Цель работы:

  • получение навыков измерений при помощи различных приборов, используемых в лаборатории;

  • углубление знаний о частотных и временных характеристиках простейших пассивных электрических цепей и сигналов;

  • приобретение знания составлять отчёт о работе в соответствии с требованиями, принятыми в лаборатории.

• Объекты исследования:

  • RC – фильтры нижних и верхних частот

  • Параллельный колебательный контур

Работа выполнена:

(дата)

(подпись, дата)

Отчёт принят:

1. Однозвенный RC-фильтр нижних частот в режиме гармонических колебаний

Схема 1. RC-фильтр нижних частот (ФНС)

2. Нахождение АЧХ

а) R=51 кОм С₁=1300 пФ б) R=51 кОм C₂=10 нФ

Таблица 2

N	f, кГц	K(а)	K(б)
1	0.02	0.90	0.91
2	0.05	0.96	0.92
3	0.10	0.96	0.92
4	0.20	0.96	0.81
5	0.30	0.96	0.69
6	0.5	0.94	0.5
7	0.7	0.92	0.39
8	1	0.88	0.29
9	2	0.72	0.15
10	2.5	0.64

2. Граничные частоты

а) f_част = 2.216 кГц f_ген=2.2 кГц

б) f_част = 0.316 кГц f_ген=314 Гц

3. Нахождение ФЧХ при R= 51 кОм и С =10 нФ

Таблица 3

N	X0, см	A, см	f, кГц	sin(φ)	φ, ᵒ
1	1.20	4.10	0.1	0.29268293	17.0
2	2.15	4.00	0.2	0.5375	32.5
3	3.75	4.50	0.5	0.83333333	56.4
4	4.20	4.50	1	0.93333333	69.0
5	4.40	4.45	2	0.98876404	81.4

φ = 45 ᵒ f_част = 316 кГц

4. Расчет граничных частот по формуле f_c=1/(2RC)

Пример для С=10нФ:

f_c = 1/(2×π×51×10³×10×10^-9) = 312 Гц

Таблица 4

	fc, кГц (С1=1300пФ)	fc, Гц (C2=10нФ)
Эксп.	2.216	316
Теор.	2.401	312

2. Прохождение импульсов через фильтры верхних и нижних частот

1. Измерение периода повторения импульса T и их амплитуды Е на входе. Вычисление частоты F следования импульсов:

T = 1.1 мс E = 1 В F = 1/T = 910 Гц

2. Измерение амплитуды А и длительности τ_ф импульсов на выходе ФНЧ(Экспериментально):

а) R = 51 кОм C = 10 нФ: А = 0.46 В τ_ф = 0.45 мс

б) R = 51 кОм C = 1300 пФ: А = 0.93 В τ_ф = 0.15 мс

3. Измерение амплитуды А и длительности τ_ф импульсов на выходе ФНЧ(Теоретически):

а) R = 51 кОм C = 10 нФ:

τ_ф = 2.2RC = 2.2×51×10³×10×10^-9 = 1.1 мс

A = E×th(T/4RC) = 1×th(1.1×10^-3/(4×51×10³×10×10^-9)) = 0.49 В

б) R = 51 кОм C = 1300 пФ:

τ_ф = 2.2RC = 2.2×51×10³×1300×10^-12 = 0.14 мс

A = E×th(T/4RC) = 1×th(1.1×10^-3/(4×51×10³×1300×10^-12)) = 0.99 В

Таблица 5

	R=51 кОм C=10 нФ		R=51 кОм C=1300 пФ
Параметр	A ,В	τф ,мс	A ,В	τф ,мс
Эксп.	0.46	0.45	0.93	0.15
Теор.	0.49	1.1	1.00	0.14

4. Измерение длительности импульса τ_и ­­на выходе ФВЧ

Полученное значение: τ_и = 0.14 мс

Теоретическое значение: τ_и = 2.3RC=2.3×51×10³×1300×10^-12=0.15 мс

5. Найдём f_c×τ_ф С=1300 пФ:

f_c = 2216 Гц τ_ф = 0.15 мс

f_c×τ_ф = 2216×0.15×10^-3 = 0.33, что практически совпадает с теоретическим значением 0.35

3. П

   С

   араллельный колебательный контур

L

12. Вычисление добротности контура Q= f_p/(f_в-f_н)

f_p = 141 кГц f_в= 144 кГц f_н = 136 кГц

Q = 141/(143-137) = 23.5

Таблица 6

N	Uвых , мВ	f, кГц
1	0.8	110
2	1.3	120
3	2.9	130
4	10.0	140
5	3.1	150
6	1.6	160
7	1.1	170

13. Расчет резонансной частоты и добротности по формулам

fр=1/(2* √L(C+C_o+C_пр)), Q=2πf_pL/r

С = 1300пФ С_о = 40 пФ С_пр = 60 пФ

L = 860 мкГн

r = 10.7 Ом

fp = 1/(2×π×√(860×10^-6×10^-12×(1300+40+60))) = 145 кГц

Q = 2×π×145000×860×10^-6 / 10.7 = 73.23

Вывод:

В результате исследования RC-фильтра нижних и верхних частот, параллельного колебательного контура мы научились проводить измерения при помощи приборов, используемых в лаборатории, а также снимать частотные и временные характеристики простейших пассивных цепей и определять параметры цепей и сигналов.