Лабораторная работа.

Исследование пассивного четырёхполюсника.

 

Цель работы: определение Y-параметров составного четырёхполюсника экспериментальным и расчётным путём, а так же исследование частотных свойств на основании АЧХ и ФЧХ четырёхполюсника.

Порядок выполнения работы:

1. По результатам измерений напряжения и токов и в схеме компьютерного моделирования, показанной на рис.1 и рис.2 определить Y – параметры первого простого четырёхполюсника:

 

(1) (2)

 

В формулы (1) и (2) необходимо подставлять комплексные действующие значения напряжения и токов. Расчет начальной фазы тока производится с помощью осциллографа. На рис.3 в качестве примера представлены две осциллограммы, одна из которых соответствует напряжению на входе четырёхполюсника с начальной фазой Ψu = 0, а вторая – току, начальная фаза которого находится по модулю, как разность Т2 – Т1 в микросекундах. Знак начальной фазы Ψi тока положителен, когда синусоидальная функция тока i(t) смещена влево относительно u(t) при переходе отрицательной полуволны в положительную.

 

Рис.1

 

Рис.2

Рис.3

 

Начальная фаза Ψi тока должна быть записана в градусах или в радианах. С этой целью необходимо найти период Т (сек.) по заданному значению частоты f (Гц) источника питания. После чего определить Ψi по формуле:

 

Ψi = (3)

 

Так как в работе исследуются симметричные четырёхполюсники, то для расчёта параметров и следует воспользоваться соотношениями:

 

= и (4)

 

Результаты измерений и расчёта параметров по опытным данным представить в табличной форме.

 

Таблица 1

 

U I1k Ψi I2k Ψi =
             

 

 

2. Исследовать частотные свойства первого четырёхполюсника. Схема для компьютерного моделирования показана на рис.4

 

Рис.4

 

В результате моделирования должны быть построены АЧХ и ФЧХ четырёхполюсника, полученные с помощью боде – плоттера и меню Analysis.

 

В качестве примера характеристики четырёхполюсника, полученные в меню Analysis, представлены на рис.5.

 

 

Рис.5

 

3. . По результатам измерений напряжения и токов и в схеме компьютерного моделирования, показанной на рис.6 и рис.7 определить Y – параметры второго простого четырёхполюсника.

Рис.6

Рис.7

 

Расчёт параметров производится в порядке, рассмотренном в пункте 1 работы. Результаты измерений и расчёта параметров по опытным данным представить в табличной форме.

 

Таблица 2

 

U I1k Ψi I2k Ψi =
             

 

4. Исследовать частотные свойства второго простого четырёхполюсника. Исследования частотных характеристик производится с помощью боде – плоттера и меню Analysis в том же порядке, как в пункте 2. (см. рис.4 и рис.5).

5. Найти по данным компьютерного моделирования процессов в схемах простых четырёхполюсников Y – параметры составного четырёхполюсника (двойного Т – образного моста) рис.8.

6. Исследовать частотные характеристики двойного Т - образного моста с помощью боде – плоттера и меню Analysis. В качестве примера АЧХ и ФЧХ составного четырёхполюсника показаны на рис.9 и рис.10.

7. Выполнить расчёт Y – параметров составного четырёхполюсника и передаточной функции по напряжению в пакете Mathcad.

8. Получить выражения и построить графики АЧХ и ФЧХ передаточной функции в пакете Mathcad.

9. Сделать выводы по результатам исследования частотных свойств составного четырёхполюсника и дать оценку различным способам определения параметров четырёхполюсника.

.

 

 

Рис.8

 

Рис.9

 

 

 

Рис.10