0. 4.2 Экспериментальная часть

а) Описание экспериментального стенда. Экспериментальный стенд состоит из макета, на котором смонтированы исследуемые в работе четырехполюсники, генератора гармонических колебаний, двух электронных вольтметров для измерения амплитуд входного и выходного напряжений и электронного фазометра, два измерительных канала которого подключены ко входу и выходу исследуемых четырехполюсников. Блок-схема стенда приведена на рис.4.4.

Рис.4.4. Блок-схема экспериментального стенда.

Переключатель «П» служит для одновременного переключения клемм «вх» и «вых» к исследуемому четырехполюснику. На панель макета выведены также ручка переменного резистора (для изменения амплитуды выходного напряжения фазовращателя), которая должна оставаться в крайнем левом положении, и тумблер «к», с помощью которого изменяются параметры элементов двойного Т-образного моста (k=100 и k=1).

б) Порядок выполнения работы. Для проведения измерений нужно установить переключатель «П» в положение, соответствующее исследуемому четырехполюснику, входное напряжение, поступающее от генератора гармонических колебаний, на значение U_вх=1 В, и, изменяя частоту генератора от значения f_min до f_max с шагом Δf , записать в виде таблицы измеренные значения амплитуды выходного напряжения U_вых и сдвига фазы (по показаниям фазометра) для каждой установленной частоты. При этом следует помнить, что фазометр является пороговым прибором, т.е. его показания являются правильными лишь при условии, что на оба датчика его каналов амплитуда напряжения превышает 20 мВ. Последнее условие может не выполняться в полосе подавления исследуемого фильтра, и, следовательно, на этих частотах фазометр будет давать неверные значения фазы или просто не будет стабильно работать.

После выполнения измерений АЧХ и ФЧХ всех четырехполюсников (в случае двойного Т-моста измерения провести для двух значений k=100 и k=1) выполнить расчет и графическое построение теоретических характеристик с помощью компьютерной программы (под руководством преподавателя) с учетом следующих значений параметров элементов, входящих в схемы исследуемых четырехполюсников

LC - фильтр нижних частот: L₁ = 9 мГн, С₁ = С₂ = 0,05 мкФ, R_н = 300 Ом.

LC - фильтр верхних частот: L₂ = 1,55 мГн.

2Т - мост: R₁ = R₂ =820 Ом, С₃ = С₄ =0,1 мкФ.

Мостовой фазовращатель: R₅ = 470 Ом, С₆ =0,1 мкФ.

в) Оформление результатов измерения: 1) Рассчитать теоретические значения граничных частот ФНЧ и ФВЧ, частоты квазирезонанса Т-моста и характерную частоту фазовращателя, полученные значения сравнить с данными эксперимента; 2) Нанести на теоретические графики АЧХ и ФЧХ исследованных четырехполюсников точки, полученные экспериментально; 3) Сравнить результаты теоретического расчета с данными эксперимента, оценить допустимую ошибку измерений и дать объяснение имеющимся расхождениям теории и эксперимента.

г) Требования к отчету: Отчет должен содержать:

- формулировку цели работы,

- схемы исследуемых четырехполюсников и блок-схему стенда,

- расчет АЧХ и ФЧХ исследуемых четырехполюсников,

- таблицы результатов измерений,

- графики АЧХ и ФЧХ исследуемых четырехполюсников,

- выводы.

д) Контрольные вопросы:

1. Основные положения теории фильтров.

2. Параметры, определяющие свойства четырехполюсников.

3. Согласование четырехполюсников.

4. Схемы ФНЧ, ФВЧ, полосовых и режекторных фильтров, их свойства и характеристики.