2. Лабораторная работа №6 «исследование последовательного колебательного контура»

2.1. Цель работы

Исследование основных соотношений на резонансной частоте в последовательном колебательном контуре.

Снятие частотных характеристик и определение параметров контура.

Исследование влияния внутреннего сопротивления генератора на добротность, полосу пропускания и частотные характеристики контура.

2.2. Домашнее задание

Исходные данные: значения резонансной частоты контура , индуктивности контура и сопротивление потерь контура на постоянном токе взять из таблицы 2.1; величину входного напряжения (рис. 1.2а) принять равной 150-180 мВ; сопротивление потерь контура на резонансной частоте принять равным , где k=1,7-1,8 – коэффициент, учитывающий рост сопротивления потерь при увеличении частоты.

Таблица 2.1

Параметры колебательных контуров на панели «Линейные цепи»

№ панели	кГц	мГн			Ом				кОм
1	300	94	95	5,0		0,25		7
2	260	121	118	3,8		0,25		8
3	295	102	98	4,0		0,25		10
4	260	117	113	4,3		0,25		6
5	285	99	107	3,8		0,25		9
6	290	96	99	4,2		0,25		7
7	295	93	100	4,0		0,25		9
8	285	95	90	4,6		0,25		6
9	275	104	105	4,1		0,25		5
10	280	100	92	4,3		0,25		8

Вычислить:

1. величину емкости Cконденсатора контура;

2. характеристическое сопротивление ρ;

3. добротность контура Q;

4. полосу пропускания контура ;

5. резонансное значение тока в контуре I_P;

6. резонансное значение напряжения на емкости U_CP;

7. добавочное сопротивление потерь вносимое шунтом, включенным параллельно емкости (табл.2.1);

8. добротность Q₁, полосу и напряжение на емкостиU_СР1с шунтирующим сопротивлениемRш;

9. результаты вычислений занести в таблицы 2.2 и 2.3.

Изобразить:

1. качественный характер АЧХ коэффициента передачи по напряжению (рис. 1.2а) для двух значений сопротивлений (R_писходное,R_пс учетом шунта) на общем графике с соблюдением относительного масштаба; указать значение для частотf = 0,f =f_риf→∞;

2. качественный характер ФЧХ коэффициента передачи по напряжению (рис. 1.2а) для двух значений сопротивлений (R_писходное,R_пс учетом шунта) на общем графике с соблюдением относительного масштаба; указать значение для частотf = 0,f =f_риf→∞, а также на ганичных частотах полосы пропускания контура;

2.3. Лабораторное задание

Исследовать частотные характеристики напряжения на емкости последовательного контура:

1. снять две частотные характеристики АЧХ коэффициента передачи с шунтом и без шунта;

2. снять две частотные характеристики ФЧХ коэффициента передачи с шунтом и без шунта.

2.4.Указания к работе

1. собрать схему экспериментальной установки согласно (рис 2.1);

Рисунок 2.1

2. включить программу PcLab2000LТ, ярлык которой расположен на рабочем столе. На экране появится основное диалоговое окно программы;

3. установить напряжение генератора порядка 0,15-0,18В;

4. открыть окно параметров в меня View/WeveformParameters:

5. установить заданную частоту (табл.2.1);

6. меняя емкость контура (ручка С1) настроить контур в разонанс;

Примечание:1)при резонансе входное наряжение минимально, выходное напряжение максимально, а фазовый сдвиг выхода относительно входа равен -90⁰;

2)если вместо показаний частоты в окне параметров появляются (???), то измерения не достоверны, для устранения поменяйте чувствительность V/d соответствующего сигнала.

1. вычислить добротность контура на основе показаний СН1 и СН2 при резонансе (все значения зафиксировать);

2. открыть диалоговое окно BodePlotter. Для этого необходимо в основном окне программы нажать кнопкуCircuit Analyzer.

3. установить настройки BodePlotter:

• убрать режимы Log.Freq.ScaleиLog.Freq.Steps;

• включить режим маркерных измерений амплитуды, View/Markersf$V;

• включить режим отображения фазы;

• в меню optionsвключить режимNormalizeOutputbyInputдля построения коэффициента передачи;

• включить режим отображения серии измерений (Главное меню/ Options/ ShowMultipleTraces);

• в главном окне BodePlotterустановить следующие режимы:

• Vertical Scale, - Volts;

• FrequencyRange, - 1МHz(конечная частота изменения сигнала);

• FrequencyStart, - 100kHz(начальное значение частоты + шаг изменения частоты);

• V Range 3V;

10. вызвать окно регулировки шага изменения частоты входного сигнала: BodePlotter/Options/FrequencyStepSize;

11. запустить Bode Plotter кнопкой Start;

12. регулировать шаг изменения частоты входного сигнала в процессе построения частотной характеристики; в области резонанса установить начение шага частоты 2% от заданного;

Для изменения шага необходимо:

- поставить на паузу работу BodePlotter(кнопкаPause);

- установить масштаб (при этом заявленное значение шага изменения частоты - уменьшается в указанный процент).

10. возобновить работу BodePlotter;

11. определить полосу пропускания цепи, используя маркеры и правое нижнее окно значений BodePlotter;

12. зафиксировать граничные частоты и сравнить ППЦ по АЧХ и ФЧХ, результаты занести в табл.2.2;

13. зашунтировать емкость контура сопротивлением Rш (табл.2.1) и повторить пункты 7)-10).