ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Порядок выполнения 1 пункта задания.

  1. Практическое исследование характеристик последовательного и параллельного контуров (рис.2.6).

1.1. Рассчитать характеристики последовательного и параллельного колебательных контуров, используя номиналы элементов R1, C (см. схему «Линейные цепи»), значение индуктивности L1 взять из результатов экспериментального определения в лабораторной работе №1 (внутреннее сопротивление генератора входного сигнала полагать равным 600 Ом):

- резонансную частоту f0;

- характеристическое сопротивление ρ;

- добротность Q;

- резонансное сопротивление RРЕЗ;

- полосу пропускания 2Δω.

Результаты расчетов занести в табл. 2.1. В графы АЧХ и ФЧХ записать соответствующие аналитические выражения.

Таблица 2.1

Тип контура f0 Q 2Δω RРЕЗ АЧХ ФЧХ
Последов. (R1)              
Послед.ов. (R2)      
Параллел. (R1)              
Параллел. (R2)      

 

1.2. Для обоих контуров (последовательный контур – для R2, параллельный – для R1) построить на отдельных графиках амплитудно-частотную и фазо -частотную φ(ω) характеристики для различных значений относительных частоты /ωР, табл. 2.2.

 

Таблица 2.2

Тип контура Характеристики Δ /ωР
0,05 0,1 0,25 0,5
Парал- лельный              
             
После- дователь- ный              
             

 

2. Порядок выполнения 2 пункта задания.

Экспериментальное снятие характеристик последовательного и параллельного контуров

2.1. Подготовить многофункциональный осциллограф к работе в двухканальном режиме (выполняется под руководством преподавателя): установить органы управления каналами Х и Y осциллографа в начальное положение (параметры канала развертки сигнала и синхронизации – в положение, обеспечивающее устойчивое наблюдение гармонического сигнала; внешние делители напряжения установить в положение 1:1).

2.2.Собрать, используя плату «линейные цепи и контура», комплект соединительных проводов, схему последовательного колебательного контура (рис. 2.6):

а. снять все перемычки;

б. выход встроенного генератора нижних частот (далее ГНЧ) подсоединить к К5, а корпусной провод к К7;

в. вход канала Х подключить к К5, а корпусной провод к К7;

г. вход канала Y подключить к К8 , а корпусной провод к К7

д. мультимер, подготовленный для измерения малых переменных напряжений подключить к К7, К8

 

2.3. На встроенном ГНЧ включить режим генерирования гармонического сигнала. С помощью органов управления генератором (амплитуда, частота. Переключатель диапазонов), а также каналами осциллографа (входные встроенные делители, множитель разверток, уровень запуска, вид синхронизации) добиться устойчиво наблюдения сигналов по обоим каналам.

2.4. Изменяя частоту сигнала в сторону увеличения, убедиться, что в последовательном контуре наблюдается резонанс напряжений.

2.5. С помощью ручки «установка частоты» (при необходимости использовать переключатель диапазонов) установить такое значение, при котором и по показаниям мультимера, и по показаниям канала Х осциллографа наблюдается резонанс напряжения. По экрану осциллографа измерить частоту входного сигнала, а также амплитуду напряжения на емкости. Сравнить полученные значения с показаниями мультимера. Данные занести в центральную графу табл.2.3.

UРЕЗ(осцилл) = В; UРЕЗ (м-мер) = В.

Таблица 2.3

Последовательный колебательный контур Частота сигнала, f(Гц)       f0 =      
Относительная амплитуда Um/UРЕЗ сигнала,(В) 0,7 0,8 0,9 0,9 0,8 0,7
Разность фаз сигналов Δφ       Δφ= 0      

 

2.6.Уменьшая частоту входного сигнала добиться уменьшения амплитуды напряжения на емкости до уровня 0,9 от максимального, при этом амплитуда входного сигнала должна поддерживаться постоянной.

- измерить по экрану осциллографа частоту сигнала;

- измерить разность фаз путем сравнения сигналов по каналам;

- данные занести в табл.2.3;

- повторить измерения для указанных в таблице относительных амплитуд сигналов на емкости.

2.7. Построить экспериментально полученные графики АЧХ и ФЧХ последовательного колебательного контура.

2.8. По результатам эксперимента определить:

е. значение характеристического сопротивление контура;

ж. добротности контура;

з. полосы пропускания контура.

2.9.Сделать выводы по результатам эксперимента.

2.10. Собрать, используя плату «линейные цепи и контура», комплект соединительных проводов, схему параллельного колебательного контура (рис. 2.8):

и. установить перемычку в положение К7 – К3, перемычки другие снять;

к. выход встроенного генератора нижних частот подсоединить к Г5, а корпусной провод к К8;

л. вход канала Х подключить кК3, а корпусной провод к К8;

м. вход канала Y подключить к К5 , а корпусной провод к К8.

мультимер, подготовленный для измерения малых переменных токов подключить между К7 и К8.

 

Рис. 2.8. Схема исследования параллельного колебательного контура.

 

 

2.11. На встроенном ГНЧ включить режим генерирования гармонического сигнала. С помощью органов управления генератором (амплитуда, частота, переключатель диапазонов), а также каналами осциллографа (входные встроенные делители, множитель разверток, уровень запуска, вид синхронизации) добиться устойчиво наблюдения сигналов по обоим каналам.

2.12. Изменяя частоту сигнала в сторону увеличения, убедиться по показаниям мкльтимера, что в параллельном колебательном контуре наблюдается резонанс токов.

2.13. С помощью ручки «установка частоты» (при необходимости использовать переключатель диапазонов) установить такое значение частоты сигнала, при котором и по показаниям мультимера в контуре наблюдается резонанс токов. По экрану осциллографа измерить частоту входного сигнала. Данные занести в центральную графу табл.2.4.

IРЕЗ (м-мер) = мА.

Таблица 2.4

Последовательный колебательный контур Частота сигнала, f(Гц)       f0 =      
Относительная величина тока I/IРЕЗ сигнала, (мА) 0,7 0,8 0,9 0,9 0,8 0,7
Разность фаз сигналов Δφ       Δφ= 0      

 

2.14. Уменьшая частоту входного сигнала добиться уменьшения тока в контуре до уровня 0,9 от максимального, при этом амплитуда входного сигнала должна поддерживаться постоянной.

- измерить по экрану осциллографа частоту сигнала;

- измерить разность фаз путем сравнения сигналов по каналам;

- данные занести в табл.2.4;

- повторить измерения для указанных в таблице относительных значений тока в контуре.

2..15 Построить экспериментально полученные графики АЧХ и ФЧХ параллельного колебательного контура.

2.15. По результатам эксперимента определить:

н. значение характеристического сопротивление контура;

о. добротности контура;

п. полосы пропускания контура.

2.16. Сделать выводы по результатам эксперимента.

 

3. Порядок выполнения 3 пункта задания.

Исследовать влияние различных факторов на амплитудно-частотные характеристики последовательного и параллельного контуров.

3.1. Собрать схему последовательного колебательного контура в соответствии с рис.2.7 (пункт 2.2 задания).

3.2. Убедиться, что в контуре наблюдается резонанс напряжений.

3.3. Подключая и отключая мультимер (измерение напряжения на индуктивности или емкости в режиме резонанса) зафиксировать изменения наблюдаемого сигнала. Результат обьяснить.

3.4. Подлключить параллельно емкости С1 емкость С2. Экспериментально и теоретически определить частоту резонанса. Результаты сравнить.

4. Сформулировать по результатам наблюдения выводы.

5. Оформить отчет и представить работу к защите (в день выполнения работы подгруппа может проводить защиту по одному отчету с последующим оформлением остальных отчетов).

 

Отчет должен содержать:

- название и цель работы;

- номера и наименования пунктов исследований.

- расчеты согласно задания;.

- схемы соединений при проведении измерений по каждому пункту задания,

- таблицы с результатами измерений, расчетные и экспериментальные графики.

- выводы по отдельным пунктам работы и по работе в целом.