Домашнее задание

1. Нарисовать схему последовательного колебательного контура (КК). Вычислить его резонансную частоту f₀, характеристическое сопротивление , добротность Q и полосу пропускания S с учетом R_L и R_r =5 Ом.

2. Рассчитать на ЭВМ и построить АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи по напряжению на емкости последовательного КК с учетом R_L и R_Г=5 Ом

Вариант	С, пФ	L, мГн	RL, Ом
1	820	1,8	35
2	1500	0,73	20
3	620	1,73	35
4	2400	0,73	20

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

Определить амплитуду выходного напряжения, частоту свободных колебаний f₁, начальную фазу ₀.

4. Объяснить качественно виды АЧХ и ФЧХ в области нижних, средних и верхних частот относительно f₀ для следующих функций цепи последовательного КК

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.

Лабораторное задание и методические указания.

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

Снять АЧХ K_u(f) и ФЧХ (f), рассчитать нормированную АЧХ K_u(f), построить характеристики и по ним определить резонансную частоту f₀, полосу пропускания S, добротность Q и сопротивление потерь R₀.

1. Н а рабочем поле собрать схему исследования (рис.5).

В работе используются два измерительных прибора – осциллограф и измеритель АЧХ и ФЧХ (Bode Plotter). Bode Plotter предназначен для анализа амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик. Амплитудно-частотные характеристики снимаются при нажатой кнопке “MAGNITUDE”(она включена по умолчанию), а фазочастотные - при нажатой кнопке “PHASE”. Измерения можно проводить в логарифмическом (кнопка “LOG”) или линейном (кнопка”LIN”) масштабе по осям Y (VERTICAL) и X (HORIZONTAL).Кнопка “LOG” включена по умолчанию. Настройка измерителя заключается в выборе пределов измерения коэффициента передачи и вариации частоты с помощью кнопок в окошках F – максимальное и I – минимальное значения. Значение частоты и соответствующее ей значение коэффициента передачи или фазы индицируются в окошках в правом нижнем углу измерителя. Значения указанных величин в отдельных точках АЧХ и ФЧХ можно получить с помощью вертикальной визирной линии, находящейся в исходном состоянии в начале координат и перемещаемой по графику мышью или кнопками Подключение исследуемой схемы к измерителю производится с помощью зажимов“In” (вход) “OUT” (выход). Левые клеммы зажимов подключаются соответственно ко входу и выходу исследуемого устройства, а правые – к общей шине. При этом каких-либо настроек в этих устройствах не требуется.

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.

1.2. Установить значения элементов колебательного контура в соответствии с заданным вариантом:

Вариант	C пФ	L мГн
1	820	1,8 (RL = 35 Oм)
2	1500	0,73 (RL = 20 Oм)
3	620	1,8 (RL = 35 Oм)
4	2400	0,73 (RL = 20 Ом)

3. Установить напряжение источника входного сигнала равным 1В, а частоту его 120 кГц.

4. Установить на измерителе АЧХ и ФЧХ

3. линейные масштабы измерения по горизонтальной и вертикальной осям

4. начальное значение частоты 150кГц;

5. конечное значение частоты 200кГц;

6. начальное значение коэффициента передачи – 0;

7. конечное значение коэффициента передачи – 50;

8. включить режим измерения АЧХ (кнопка “MAGNITUDE”)

В процессе выполнения работы значения п.п 2)-5) могут уточняться.

1.4. Проводник, соединяющий выход контура с осциллографом сделать красным.

1.5. Включить режим моделирования. На экране измерителя АЧХ возникнет

изображение амплитудно-частотной характеристики колебательного контура, а на экране осциллографа – осциллограммы входного (черная) и выходного (красная) напряжений.

1.6. Используя визирную линию на экране измерителя, определить резонансную частоту, коэффициент передачи на резонансной частоте и результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2.

Ч астота Параметры	f5л	f4л	f3л	f2л	f1л	f0	f1п	f2п	f3п	f4п	f5п
1. f генератора, кГц.
4. KU=Uвых/Uвх
5. KU=KU/Kumax
8. 

1.7. Включить режим измерения ФЧХ (кнопка (PHASE) и измерить фазу на резонансной частоте). Результат занести в таблицу 2.

1.8. Снять левую половину частотной характеристики контура. Для этого уменьшить частоту генератора настолько, чтобы коэффициент передачи уменьшился до значения 0,85K_max. Записать в таблицу значения f_1л, K_U и φ. Продолжая ступенчатое уменьшение частоты генератора 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 таблицу 2.

1.9. Снять правую часть АЧХ и ФЧХ контура по методике, изложенной в п.1.8.

1.10. С экрана измерителя зарисовать АЧХ и ФЧХ.

1.11. Определить по характеристикам полосу пропускания на уровне 0,7K_umax, рассчитать добротность Q.

Задание 2. Исследовать влияние сопротивления потерь на полосу пропускания контура.

2.1. Включить последовательно с индуктивной катушкой добавочное сопротивление R₁ = 56Ом.

2.2. Определить резонансную частоту f₀ контура плавным изменением частоты генератора по максимальному напряжению на конденсаторе U_{вых м.} Измерить U_{вых м} (f₀) и частоту f₀ , записать эти значения.

2.3. Изменением частоты генератора определить граничные частоты f_в, f_н, полосы пропускания, на которых напряжение на конденсаторе (выходное) составляет 0,7 U_{вых м} .

2.4. Оценить влияние добавочного сопротивления на полосу пропускания и добротность контура.

ЗАДАНИЕ 3. Оценить влияние сопротивления нагрузки R_н на резонансные характеристики контура. Определить резонансную частоту, полосу пропускания и эквивалентную добротность контура.

3.1. Включить параллельно контуру сопротивление R₀ = 50100 кОм.

3.2. Оценить влияние сопротивления нагрузки на резонансную частоту, полосу пропускания и добротность контура, по методике, изложенной в п.п.2.22.4.