2.3 Нахождение амплитудно-частотной характеристики контура (ачх)

Изменяя частоту генератора, снимем амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) контура – установим зависимость выходного напряжения U_вых от абсолютной расстройки f , при этом входное напряжения U_вх. Для этого будем изменять частоту генератора, как и ранее. Далее по полученным данным из эксперимента вычислим коэффициент передачи по формуле:

результаты запишем в таблицу 4.

Таблица 4 – Амплитудно-частотная характеристика контура.

f, кГц	123.5	125.5	127.4	129.6	131.6	133.4	134.2	135.4	136.5	137.2
f, кГц	-13.2	-11.2	-9.3	-7.1	-5.1	-3.3	-2.5	-1.3	-0.2	0.5
Uвх, В	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47
Uвых, В	2.3	2.8	3.2	4.1	5.8	7.9	10.1	15.1	15.5	18.5
H	4.9	6	6.8	8.7	12.3	16.8	21.5	32.1	33	39.4
Hрасч	5.1	6	7.2	9.3	12.6	18	21.7	29.7	35.8	34.8
H	0.2	0	0.4	0.6	0.3	1.2	0.2	-2.4	2.8	-4.6
f,кГц	138.4	139.4	140.8	144.6	145.6	146.6	147.4	148.5	150.1	152.3
f, кГц	1.7	2.7	4.1	7.9	8.9	9.9	10.7	11.8	13.4	15.6
Uвх, В	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47
Uвых, В	12.5	9.1	6.7	3.9	3.1	2.9	2.5	2.2	2	1.5
H	26.6	19.4	14.3	8.3	6.6	6.2	5.3	4.7	4.3	3.2
Hрасч	26.8	20.7	15.1	8.4	7.5	6.8	6.3	5.7	5	4.3
H	0.2	1.3	0.8	0.1	0.9	0.6	1	1	0.7	1.1

Найдём полосу пропускания и добротность контура. Для этого сначала рассчитаем величину выходного напряжения на границе полосы пропускания по формуле:

Будем уменьшать частоту генератора относительно резонансной, пока не добьёмся напряжения на вольтметре равного U_гр. По шкале генератора определим значение частоты на нижней границе полосы пропускания:

f_min=134.4 кГц.

Аналогично определим частоту на верхней границе полосы пропускания

f_max=138.2 кГц.

Найдём добротность контура (Q) и полосу пропускания (П) воспользовавшись формулами:

А теперь по данным полученным в результате предыдущих вычислений и опытов рассчитаем для каждой частоты H_расчпо формуле:

Найдем погрешность нашего измерения для каждой частоты:

Новые значения допишем в таблицу 4, и на её основании построим графики АЧХ, т.е. зависимость H(f) и H_расч(f). Эти графики приведены на рис.6.

Рисунок 6 – Графики АЧХ

Из графиков на рис.6 видно, что Н достаточно близко приближается к Н_расч. Так же из этого рисунка видно, что данная цепь является полосовым фильтром. Существуют и другие виды фильтров: нижних частот (ФНЧ), верхних частот (ФВЧ) и режекторных (РФ). Типовые графики амплитудно-частотных характеристик этих фильтров показаны на рис7.

Рисунок 7 – Основные типы фильтров.

Полоса пропускания для данного полосового фильтра равна 3,8 кГц, а добротность 36. Добротность показывает во сколько раз резонансные напряжения на реактивных элементах превышает приложенное напряжение. То есть резонанс напряжений – это свойство контура усиливать приложенное напряжение резонансной частоты.