- •Для студентов 3-го курса очного и заочного отделений специальности 210313 «Аудиовизуальная техника и звукотехническое обеспечение аудиовизуальных программ».
- •Лабораторная работа № 1. Анализ программы схемотехнического моделирования
- •Краткие сведения о программе.
- •Измерительные и другие специальные приборы.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 2. Исследование радиотехнических сигналов и определение их параметров
- •2. Научиться определять основные параметры радиотехнических сигналов. Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Какие сигналы называются детерминированными?
- •Лабораторная работа № 3 Анализ модулированных колебаний
- •2. Научиться определять основные параметры модулированных сигналов. Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 4. Исследование свободных колебаний в контуре
- •2. Выяснить влияние параметров контура на характер процессов.
- •3. Определить основные параметры колебательного контура. Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 5. Исследование вынужденных колебаний в последовательном колебательном контуре
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчёта.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 6. Исследование вынужденных колебаний в параллельном колебательном контуре
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчёта.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 7. Исследование влияния коэффициента связи на форму резонансной характеристики связанных контуров
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 8. Исследование простейшего фильтра типа «k»
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 9. Исследование полосового фильтра
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 10. Исследование работы амплитудного детектора
- •Краткие теоретические сведения.
- •Амплитудный детектор.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Рекомендуемая литература.
Порядок выполнения работы.
Ознакомиться с краткими теоретическими сведениями. Уяснить (вспомнить) формулы, по которым можно вычислить основные параметры контура.
В отчёте по лабораторной работе начертить электрическую схему испытания контура с соблюдением правил выполнения электрических схем. В схему должны быть включены необходимые измерительные приборы (Рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная схема исследования параллельного колебательного контура.
При исследовании свойств последовательного колебательного контура, параллельно катушке индуктивности и параллельно конденсатору необходимо подключить вольтметры (мультиметры в режиме вольтметра переменного напряжения), а последовательно с элементами контура следует включить миллиамперметр (мультиметр в режиме амперметра переменного напряжения). На схеме укажите номинальные значения элементов, входящих в состав колебательного контура.
При исследовании свойств последовательного колебательного контура, параллельно катушке индуктивности и параллельно конденсатору необходимо подключить вольтметры (мультиметры в режиме вольтметра переменного напряжения), а последовательно с элементами контура следует включить миллиамперметр (мультиметр в режиме амперметра переменного напряжения). На схеме укажите номинальные значения элементов, входящих в состав колебательного контура.
В рабочем окне программы схемотехнического моделирования построить схему анализа контура в соответствии с принципиальной схемой (Рис. 3).
Рис. 3. Пример построения схемы исследования последовательного колебательного контура с использованием программы схемотехнического моделирования.
В качестве источника сигнала использовать функциональный генератор. В качестве вольтметров и амперметра используйте мультиметры. Форма сигнала – синусоидальная, амплитуда выходного напряжения 10 В.. В случае затруднений при построении схемы обратитесь к дополнительной информации, к рисункам, к приложению.
Параллельно одному из элементов контура (параллельно катушке индуктивности) подключить измеритель частотных характеристик (Bode Plotter). Этот прибор используется в начальной части работы для определения ориентировочных значений частоты резонанса и диапазона частот, в пределах которого необходимо проводить измерения.
Примечание.
В тех случаях, когда для определения свойств колебательного контура применяются реальные измерительные приборы (генератор синусоидальных колебаний, высокочастотные вольтметры), резонансная частота находится путём плавного вращения рукоятки изменения частоты генератора и контроля тока в контуре. Частота сигнала, при которой ток в контуре достигает наибольшего значения, является резонансной частотой. В случае использования программы схемотехнического моделирования невозможно осуществить плавное изменение частоты. По этой причине подобрать частоту генератора очень сложно. Для облегчения задачи и предлагается воспользоваться измерителем частотных характеристик.
Запустить выполнение программы и с помощью измерителя частотных характеристик определить резонансную частоту. Рис. 4.
Рис. 4. пример определения диапазона частот и интервала изменения частоты при исследовании свойств колебательного контура.
Результат записать в черновик. Затем определите диапазон частот, в пределах которого будете производить измерения. Граничными частотами можно считать те частоты f min и f max , на которых уровень напряжения соответствует 10% от максимального значения, измеренного на резонансной частоте. Результаты запишите в черновик. Разность частот f min и f max разделите на 20. Полученное значение округлите так, чтобы получить удобный масштаб оси частот. Это и будет интервал частот, устанавливаемых на функциональном генераторе. Обратите внимание на то, чтобы значений частот в пределах диапазона было не меньше 15. Составьте таблицу измерений, аналогичную той, которая приведена в настоящем описании (Таблица 1).
Свернуть панель Bode Plotter-a и открыть панели функционального генератора и мультиметров.
Установить на генераторе частоту равную резонансной и снять показания с мультиметров. Сделать вывод о том, является ли эта частота действительно резонансной, или её следует определить точнее. Условием резонанса токов является равенство токов в катушке индуктивности и в цепи конденсатора.
При необходимости уточните частоту резонанса. Для этого в небольших пределах (на 1 -3 Гц) меняя частоту сигнала, добейтесь выполнения условий точного резонанса.
Изменяя частоту сигнала функционального генератора в соответствии с таблицей (смотри пункт 5), снять показания вольтметра, т.е. снять зависимость напряжения на катушке индуктивности контура от частоты сигнала. Результаты измерений занести в таблицу 1. На частотах близких к резонансной частоте проведите дополнительные измерения. Эти измерения позволят Вам правильно построить резонансную кривую.
По данным таблицы построить резонансную кривую (Рис. 5)
Рис. 5. Пример таблицы и резонансных кривых колебательного контура.
и определить полосу пропускания контура на уровне 0,7 от максимального значения напряжения. Затем, зная частоту резонанса и полосу пропускания, определите эквивалентную добротность контура. Результаты занесите в таблицу 2.
Остановить работу программы и заменить резистор R1 (Рис. 3), являющийся эквивалентом внутреннего сопротивления генератора, другим, сопротивление которого в 10 раз больше исходного.
Включить программу и снять, а затем построить резонансную характеристику. Последовательность операций аналогична пунктам 9, 10. Шаг изменения частоты оставить прежним. Резонансную характеристику построить в той же системе координат, что и первую характеристику. Определить полосу пропускания и эквивалентную добротность.
Сделать выводы о влиянии внутреннего сопротивления генератора на форму резонансной кривой, на резонансную частоту, на полосу пропускания и на эквивалентную добротность контура.
Результаты работы предъявить преподавателю на проверку.
Закрыть все открытые окна. Любые изменения не сохранять. Корректно выключить компьютер.
По исходным данным (значения индуктивности, ёмкости, активного сопротивления контура и внутреннего сопротивления генератора) рассчитать основные параметры контура – резонансную частоту, полосу пропускания и эквивалентную добротность. Результаты занести в таблицу 2. Сравнить результаты эксперимента с теоретическими расчётами. Сделать выводы о влиянии внутреннего сопротивления источника сигнала на эквивалентные параметры контура.
Таблица 2.
|
Результаты эксперимента. |
Результаты расчётов. |
||
Ri |
(R2) |
(5 R2) |
(R2) |
(5 R2) |
fo |
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
Qэ |
|
|
|
|