ЭЛ18

Министерство цифрового развития и массовых коммуникаций Российской Федерации ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)

Кафедра теории электрических цепей

Лабораторная работа №18

«Исследование на ЭВМ А-параметров четырехполюсников»

По Дисциплине

«Электротехника»

Выполнил: студент группы

Проверила:

Москва 2023г

Оглавление

1 Цель работы 3

2 Ход работы 3

3 Основные формулы 3

4 Выполнение работы 5

5 Ответы на контрольные вопросы 12

Заключение 14

1 Цель работы

С помощью программы Micro-Cap определить А-параметры пассивного линейного четырёхполюсника с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания. Получить практические навыки в проведении машинных экспериментов и обработки их результатов.

2 Ход работы

– Рассчитать величины А-параметров четырёхполюсника (рис. 1) на трех частотах 3, 5 и 7 кГц. Сопротивление резистора R1 выберите из диапазона [1; 2] кОм. R2=10 Ом, С=1 мкФ, L=10 мГн.

– По полученным А-параметрам рассчитать комплексное входное сопротивление четырехполюсника.

– Построить графики зависимости |A11(f)| и ϕA11(f)=arg[A11(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.

– Построить графики зависимости |A12(f)| и ϕA12(f)=arg[A12(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.

– Построить графики зависимости |A21(f)| и ϕA21(f)=arg[A21(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.

– Построить графики зависимости |A22(f)| и ϕA22(f)=arg[A22(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.

3 Основные формулы

Коэффициенты А11 и А22 — безразмерные, А12 — имеет размерность сопротивления, А21 — имеет размерность проводимости. Эти коэффициенты могут быть определены из опытов холостого хода и короткого замыкания.

4 Выполнение работы

Рисунок 1 – Расчет величин параметров Аij четырехполюсника, а так же расчет комплексного входного сопротивления четырехполюсника.

Рисунок 2 – полученные значения величин параметров Аij четырехполюсника.

Рисунок 3 – полученные значения расчета комплексного входного сопротивления четырехполюсника.

Рисунок 4 – График зависимости модуля А11 от частоты.

Рисунок 5 – График зависимости модуля А12 от частоты.

Рисунок 6 – График зависимости модуля А21 от частоты.

Рисунок 7 – График зависимости модуля А22 от частоты.

Рисунок 8 – График зависимости фазы А11 от частоты.

Рисунок 9 – График зависимости фазы А12 от частоты.

Рисунок 10 – График зависимости фазы А21 от частоты.

Рисунок 11 – График зависимости фазы А22 от частоты.

Рисунок 12 – Схема пассивного параллельного колебательного контура.

Рисунок 13 – График зависимости модуля и фазы А11 от частоты.

Рисунок 14 – График зависимости модуля и фазы А12 от частоты.

Рисунок 15 – График зависимости модуля и фазы А21 от частоты.

Рисунок 16 – График зависимости модуля и фазы А22 от частоты.

По предварительному расчету R1 = 1024 Ом, R2 = 10 Ом, С = 1 мкФ, L = 10 мГн
f, кГц		|A11|	градус	|A12|, Ом	градус		|A21|, См			градус	|A22|		градус			|ZBX|
3		106,88	20,9	1041,18	10,4		0,10			10,67	1		0			1050.36
5		113,08	34,2	1071,06	17,05		0,10			17,44	1		0			1078.93
7		122,41	46,6	1114.37	23,24		0,10			23,74	1		0			1120.63
Получено экспериментально
3	106,88		21,15	1041,2		10,2		0,11	10,2			1		0	1050.36
5	113,09		34,5	1073,06		17,7		0,10	16,7			1		0	1078.93
7	122,44		47,1	1114.37		23,3		0,10	22,9			1		0	1120.63

5 Ответы на контрольные вопросы

1.Каковы основные формы записи уравнений пассивного линейного четырёхполюсника?

Существует 6 форм четырехполюсника: A, Y, Z, H, G, B

A (комплексный параметр)

Y (проводимости)

Z (сопротивления)

H (при схемах с транзистором)

G (при ламповых схемах)

B ?

2. Какие опыты необходимо выполнить для определения А- параметров четырёхполюсника?

Два опыта будет достаточно: холостой ход и короткое замыкание при прямом питании, холостой ход и короткое замыкание при обратном питании. В каждом из этих опытов измеряют напряжение, ток, сдвиг фаз.

3. В каких единицах измеряются А, Z, Y, H-параметры четырёхполюсника?

А могут быть как безразмерными (А11, А22), так и измеряться в омах (А12, А21).

Z измеряются в омах.

Y измеряются в сименсах (Единица измерения электрической проводимости, обратна ому)

H все выше перечисленные.

4. Напишите выражение, с помощью которых рассчитывают входное и выходное сопротивление четырёхполюсника?

Zвх = Uвх / Iвх или для комплексного

Zвых = Uвых / Iвых

5. Что называется прямой передачей? Приведите пример.

Прямая передача - это процесс передачи сигнала или данных от входа к выходу четырёхполюсника без изменения искажения сигнала. В этом случае входное напряжение и ток преобразуются в выходное напряжение и ток без искажений.

Пример прямой передачи может быть использование усилителя звука. В этом случае аудиосигнал, подаваемый на вход усилителя, усиливается и передается на выходе без искажений, сохраняя исходное качество звука.

Заключение

С помощью программы Micro-Cap определить А-параметры пассивного линейного четырёхполюсника с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания. Получить практические навыки в проведении машинных экспериментов и обработки их результатов.