Частотні характеристики лінійних кіл

жүктеу/скачать 246.15 Kb.

бет	2/2
Дата	04.01.2023
өлшемі	246.15 Kb.
	#468126
түрі	Лабораторна робота

1 2

Лаби

Хід роботи

Зібрати вимірювальну схему згідно Рис. 6.1.

Рис.1. Зібрана схема в середовищі Ltspice.

Змінюючи частоту вхідної напруги, знайти значення f_вх, при яких U_вих досягає свого максимального і мінімального значень.

Рис.2. Графік АЧХ схеми.
З даного графіку можемо побачити, що мінімальне значення U_вих при 10кГц ≈ 333.362mV і максимальне його значення при 10МГц ≈ 500mV

Отриманий інтервал (f_max, f_min) розділити на 7...10 частин. У кожній точці f_iвимірити |U_вих|, |U_вх| і результати вимірів занести в таблицю.

Таблиця 1. Значення U_вихпри різних частотах.

Точка №	f (кГц)	Uвих (mV)	Uвих (V)	K(ω)
1	10	333	0,333	0,333
2	50	342	0,342	0,342
3	100	363	0,363	0,363
4	250	429	0,429	0,429
5	500	473	0,473	0,473
6	750	487	0,487	0,487
7	1000	492	0,492	0,492
8	2500	498	0,498	0,498
9	5000	499	0,499	0,499
10	10000	500	0,500	0,500

Розрахувати K(w). Побудувати АЧХ і ФЧХ за результатами експерименту.

Приклад розрахунку K(w). (AC=1 В)

Розрахувати теоретично залежності K(w) і (w) і побудувати АЧХ і ФЧХ. Порівняти їх з експериментальними АЧХ і ФЧХ.

Маємо малюнок схеми.

	1	2	3
1	G1	-G1	0
2	-G1	G1+G3+1/pL1	-1/PL1
3	0	-1/PL1	1/pL1+G2

R1 = R2 = R3 = 1(кОм) = 1000 Ом
G = 1/R; L1 = L = 1(мГн) =

=
= w
=
= 2w

Висновок
Під час виконання лабораторної роботи зібрали схему в середовищі Ltspice, подивилися як змінюється з частотою вихідна напруга, взяли 10 точок, розрахували коефіцієнт передачі для них і для перевірки значень теоретично їх розрахували. Деякі показники значень у деяких точках не збігаються, але в основному тенденція переходу та підвищення напруги зберігається. На це могло вплинути похибки при вимірюванні в середовищі в якому ми досліджували схему, похибка округлень або через великі числа в розрахунках.

Лабораторна робота

з ОТК №7
на тему:
«ОДИНАРНИЙ КОЛИВАЛЬНИЙ КОНТУР»

.
____________________

Київ 2022

Мета роботи: дослідити АЧХ і ФЧХ послідовного та паралельного коливального контуру, визначити резонансну частоту, знайти добротність послідовного контуру.
Прилади та матеріали: коливальний контур, осцилограф, джерело живлення, генератор, проводи, магазин опорів, індуктивностей і конденсаторів.
Теоретична частина
Коливальним контуром називають електричний ланцюг, що складається з елементів, здатних запасати електричну та магнітну енергію, і в якій можуть збуджуватися електричні коливання. Еквівалентна схема найпростішого коливального контуру складається з ємності, індуктивності та опору.
Коливальні контури знайшли найширше застосування в радіоелектроніці в якості різних частотно-виборчих систем, тобто, систем, у яких амплітуда відгуку ланцюга може різко зміниться, коли частота зовнішнього впливу досягає деяких значень, які визначаються параметрами ланцюга. Явище різкого зростання амплітуди відгуку називається амплітудним резонансом.
У теорії ланцюгів зазвичай використовується інше визначення резонансу. Під резонансом розуміють такий режим роботи електричного кола, що містить ємності й індуктивності, при якому реактивні складові вхідних опору і провідності дорівнюють нулю, тобто, відсутня зсув фаз між напругою і струмом на вході коливального контуру. Такий резонанс називають фазовим. Частоти, відповідні фазовому і амплітудному резонансів, як правило, близькі і в деяких
ня.
Практична частина
Завдання 1: Дослідити амплітудно-частотні характеристики послідовного коливального контуру. Визначити добротність. Побудувати графіки.
1). Для індуктивності (С = 10000 пФ; R = 62 Ом; L = 2,6 мгн)
Таблиця 1: Залежність коефіцієнта посилення від частоти.

f, кГц	2	5	8	10	13	15	18	20	21	23	25	28	32	35	36	39
K	0,2	1,2	2,7	3,9	4,5	5,1	6,3	8,7	9,9	13	16	20	16	10	6, 1	2, 1

2). Для конденсатора (С = 10000 пФ; R = 62 Ом; L = 2,6 мгн)
Таблиця 2: Залежність коефіцієнта посилення від частоти.

f, кГц	10	14	16	20	24	26	27	28	30	35	40	50	60	80	100
K	1, 2	1,4	1,6

2,5

4,7

8,4

21, 7

16,6

7,8

3,4

1,9

0,7

0, 6

0, 2

0, 1

3). Для опору (С = 10000 пФ; R = 62 Ом; L = 2,6 мгн)
Таблиця 3: Залежність коефіцієнта посилення і різниці фаз від частоти

f, кГц	6	8	9	10	12	14	16	19
K	0,0 3	0,0 5	0,0 6	0, 09	0, 12	0,14	0, 15	0, 18
Dj, ^o	66,6	59,4	55,8	54	52,2	45	43,2	36

f, кГц	25	26	27	28	30	33	35
K	0,57	0, 91	0,79	0, 66	0, 52	0, 41	0,28
Dj, ^o	23,4	10,8	16,2	25,2	109,8	118,8	126

Графік 1. АЧХ для L, З

Графік 2. АЧХ для опору

Графік 3. ФЧХ для опору

З графіка 1 видно, що резонансна частота f _р, = 26 кГц.

Визначення добротності послідовного контуру:
(С = 10 000 пФ; R = 62 Ом; L = 2,6 мгн).
Добротність розрахуємо двома способами:
1-й спосіб: використовуючи параметри контуру:

Отримуємо, що Q = 8,14

2-й спосіб: за отриманою АЧХ контуру:
Q = f ₀ / f _0,7
Отримуємо, що Q = 13,73
Завдання 2: Дослідити амплітудно-частотну (АЧХ) та фазово-частотну (ФЧХ) характеристики паралельного коливального контуру. Визначити період загасання при подачі сигналу з імпульсного генератора. Побудувати графіки.
Паралельний контур. (С = 10000 пФ; R = 1 кОм; L = 2,6 мгн)

Таблиця 4: Залежність коефіцієнта посилення і різниці фаз від частоти.

f, кГц	1, 2	2	3	5	7	10	14	18
K	0,02	0,0 4	0,0 7	0, 12	0, 15	0,20	0, 31	0, 62
Dj, ^o	77,4	55,8	54	45	46,8	36	32,4	32,4

f, кГц	23	25	29	30	35	40	50
K	0,95	0, 87	0,77	0, 64	0, 51	0, 47	0,33
Dj, ^o	14,4	21,6	30,6	18	18	18	18

Графіки представлені нижче
Графік 4. АЧХ паралельного контуру

Графік 5. ФЧХ для паралельного контуру

За отриманими даними можна визначити резонансну частоту.
f _p = 23 кГц.
Визначення добротності паралельного контуру:
(С = 10 000 пФ; R = 1 кОм; L = 2,6 мгн).
Знову розрахуємо добротність Q двома способами:
1-й спосіб:
Q = f ₀ / f _0,7 = 1,92
2-й спосіб:
Q = f ₀ / f _0,7= 2, 35
Висновки:
1. Був досліджений послідовний коливальний контур, отримані амплітудно-частотні та фазово-частотні характеристики, визначена резонансна частота, що дорівнює 26 кГц. Розбіжності з теорією лежать в межах допустимої похибки. Графіки, отримані в ході роботи, збігаються з очікуваним результатом.
2. Досліджено паралельний коливальний контур. Для нього також були побудовані АЧХ і ФЧХ. Визначено резонансна частота f _p = 23 кГц.
3. Досліджено та замальований відгук послідовного та паралельного контурів на імпульсний вплив. За отриманим графіком визначено період загасання контуру при даних параметрах Т = 18 * 10 ^-6 с.
4. За отриманими даними визначені добротності послідовного та паралельного контуру. Відмінності між значеннями добротності були пояснені вище.

жүктеу/скачать 246.15 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2