Таблиця 10.1 – Значення параметрів штучної лінії для відповідних номерів макетів

 

№ макету	, мкГн	, пФ	n	№ макету	, мкГн	, пФ	n

 

АЧХ і ФЧХ за напругою вимірюються при навантаженні лінії на: ; ; . Для вимірювання АЧХ () застосовуються генератор Г3-33 і мілівольтметри В3-13. Дослідження ФЧХ () при цих же навантаженнях виконуються за допомогою генератора Г3-33 і осцилографа С1-68 за методом фігур Лісажу.

Вимірювання частотних залежностей виконується у випадках навантажень і (коротке замикання). При навантаженні на ємність () і холостому ході () досліджується частотні залежності . Вимірювання і здійснюється за допомогою мілівольтметра В3-13 і генератора Г3-33, підключених до входу лінії, при використанні останнього в режимі джерела струму.

 

10.4 Опис макета і структурна схема лабораторної установки

 

Лабораторна установка складається тільки з базового блоку, у якому знаходяться: штучна L, C лінія; опори навантаження; перемикач опорів навантаження ("П"); гнізда для підключення генератора і вимірювальних приладів (Г1 – на лівій боковій стінці, Г2, Г3 – на правій боковій стінці). Вигляд передньої панелі базового блоку приведено на рис.10.1.

Гнізда Г1 і Г2 підключено до входу лінії, а гніздо Г3 – до опору навантаження. До гнізд Г1 підключається генератор Г3-33, а до гнізд Г2 і Г3 – вимірювальні прилади (мілівольтметри В3-13 і осцилограф С1-68 13 при дослідженнях відповідно АЧХ і ФЧХ).

Схема лабораторної установки при дослідженні приведена на рис.10.2, а при дослідженні ФЧХ – на рис.10.3.

При вимірюванні і між потенціальною клемою генератора і входом лінії треба включити додатковий опір , що дозволяє розглядати генератор практично як джерело струму з внутрішнім опором . При цьому схема для дослідження і буде мати вигляд, наведений на рис.10.4.

 

 

10.5 Порядок виконання роботи

 

10.5.1 Підготувати до роботи генератор Г3–33, осцилограф С1-68, мілівольтметри В3-13.

10.5.2 Зібрати схему (рис.10.2) для дослідження АЧХ за напругами (). Встановити на генератоі перемикач "Вих. опір " в положенняя 5 Ом, тумблер "Внутр. навантаження" – в положенняя "Вкл.", а вихідну напругу перемикачем "Межі шкал" і ручкою "Регул. виходу" – 1 В.

Увімкнути генератор, дати йому прогрітися 3–5 хвилин. Змінюючи частоту генератора в діапазоні 20–200 кГц, зняти залежності від частоти вхідної () і вихідної () напруг для випадків навантажень: ; ; . Результати вимірювань (, ) і розрахунків АЧХ для кожного з навантажень звести в таблиці за зразоком табл.10.2.

 

 

 

Таблиця 10.2 – Результати досліджень

 

f, кГц

 

При вимірюванні АЧХ необхідно зафіксувати частоти для максимальних і мінімальних значеннь . У разі ці значення характеризують нерівномірність АЧХ, пов'язану із недосконалістю узгодження лінії. У випадках і максимальні значення АЧХ () відповідають резонансним частотам , , ..., а мінімальні значення АЧХ () – частотам , , .…. Крім цих частот, при холостому ході і навантаженні на ємність необхідно визначити частоти, що відповідають смугам пропускання. Значення АЧХ при цьому становить .

10.5.3 Зібрати схему (рис.10.3) для дослідження ФЧХ (). Змінюючи частоту генератора в діапазоні 20–200 кГц, зняти залежності від частоти для випадків навантажень: ; ; .

При вимірюванні ФЧХ у разі необхідно зафіксувати частоти, що відповідають зсуву фаз (). Фігури Лісажу для () мають вигляд "", для () – "", а для () – "". При холостому ході і навантаженні на ємність, крім цих частот, необхідно визначити частоти , , , що відповідають границям смуг пропускання еквівалентних контурів з резонансними частотам , , .... Для цих частот значення ФЧХ становить (). Таким чином, для навантажень і необхідно визначити частоти, для яких ().

Результати вимірювань для звести в табл.10.3, а для і – в таблиці за зразоком табл.10.4.

 

Таблиця 10.3 – Результати досліджень для

 

f, кГц

 

Таблиця 10.4 – Результати досліджень для і

 

f, кГц

 

10.5.4 Підготовити генератор для вимірювання частотних залежностей і . Увімкнути генератор, дати йому прогрітися 3–5 хвилин. Встановити на генератоі перемикач "Вих. опір " в положенняя 600 Ом, тумблер "Внутр. навантаження" – в положенняя "Викл.", а вихідну напругу перемикачем "Межі шкал" і ручкою "Регул. виходу" в режимі холостого ходу (макет не підключено) – =30 В.

Зібрати схему (рис.10.4) для вимірювання і . Змінюючи частоту генератора в діапазоні 20–200 кГц, зняти залежності від частоти вхідної () напруги для всіх видів навантажень. Результати вимірювань (і розрахунків (; ) і (;).звести в таблиці за зразоком табл.10.5 і табл.10.6. При розрахунках за формулами, приведеними табл.10.5 і табл.10.6, вважати .

 

Таблиця 10.5 – Результати досліджень

 

f, кГц

 

Таблиця 10.6 – Результати досліджень

 

f, кГц

 

При вимірюваннях необхідно зафіксувати частоти для максимальних і мінімальних значеннь . У разі ці значення характеризують нерівномірність , пов'язану із недосконалістю узгодження лінії. Максимальні значення () і (і ) відповідають резонансним частотам , , ..., а мінімальні значення – частотам , , .….

 

10.6 Вказівки щодо обробки і оформлення результатів вимірювань

 

10.6.1 Користуючись експериментальними даними п.п 10.5.2 і 10.5.3 побудувати графіки АЧХ і ФЧХ. Для кожного із навантажень ; ; графіки і розміщують один під другим, зберігаючи однаковим масштаб за віссю частот. На графіках АЧХ і ФАХ для і порівняти значення резонансних частот , , ..., визначені за критерієм максимального значення АЧХ і за фазовим крітерієм () на ФЧХ,

10.6.2 Розрахувати залежність коефіцієнту ослаблення від частоти за формулою

,

де – АЧХ узгодженої лінії ; – довжина еквівалентної звичайної лінії; – швидкість поширення хвиль в еквівалентній звичайній довгій лінії (в розрахунках можна вважати ).

Результати розрахунків звести в табл. 10.7.

 

Таблиця 10.7 – Результати розрахунків

 

f, кГц

 

10.6.2 Користуючись результатами табл. 10.7, розрахувати значення

;

для частот, що відповідають максимальним і мінімальним значенням АЧХ для холостого ходу (). Порівняти розрахункові і з відповідними значеннями на графіку АЧХ для холостого ходу.

10.6.3 Розрахувати для випадку двома способами значення добротностей для еквівалентних коливальних контурів з резонансними частотами , , ...:

1) за результатами вимірювань в п. 10.5.3 значень смуг пропускання

; ; ....;

2) з використанням розрахунків (табл. 10.7)

; ; .....

Порівняти відповідні добротності.

10.6.4 Користуючись експериментальними даними п. 10.5.4 побудувати графіки і .

10.6.5 Розрахувати мінімальні і максимальні значення вхідного повного опору (при ) і вхідної повної провідності (для ) для відповідних частот:

; ;

; .

Порівняти розрахункові значення , , , із відповідними значеннями на графіках і для випадків короткого замикання і холостого ходу.

 

10.7 Зміст звіту:

– схема експериментальної установки;

– графіки , , і для відповідних навантажень;

– результати розрахунків;

– висновки і критична оцінка отриманих результатів.

 

10.8 Контрольні запитання та завдання

 

1. Яке практичне застосування мають узгоджені лінії, з огляду на характер їхніх АЧХ і ФЧХ?

2. Як впливає значення довжини узгоджених ідеальної та реальної ліній на їхні АЧХ і ФЧХ за напругою і струмом?

3. Назвати спільні та відмінні риси частотних характеристик послідовного резонансного контуру, складеного з елементів із зосередженими параметрами, і замкненої довгої лінії.

4. Які параметри замкненої довгої лінії з втратами (як послідовного резонансного контуру) впливають на резонансну частоту, добротність і смугу пропускання цього контуру?

5. Назвати спільні та відмінні риси частотних характеристик паралельного резонансного контуру, складеного з елементів із зосередженими параметрами, та відрізку розімкненої довгої лінії.

6. Які параметри розімкненої довгої лінії з втратами (як паралельного резонансного контуру) впливають на резонансну частоту, добротність і смугу пропускання цього контуру?

7. Як впливає ємність, увімкнена до вихідних затискачів довгої лінії, на її резонансні частоти? Чи можна використати це явище у практиці?

8. Які характерні властивості мають штучні L, C лінії затримки сигналів? Як ці лінії використовуються на практиці і в даній роботі?

 

?
ПЕРЕЛIК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Коваль Ю.О., Грінченко Л.В., Милютченко І.О., Рибін О.І. Основи теорії кіл: Підручник для студентів ВНЗ Ч.1.Харків: ХНУРЕ:Колегіум, 2004–436с.

2. Коваль Ю.О., Грінченко Л.В., Милютченко І.О., Рибін О.І. Основи теорії кіл: Підручник для студентів ВНЗ Ч.2.Харків: ХНУРЕ:Колегіум, 2006–668с.

3. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника".– М.:Высш. шк, 1985.– 486с.

4. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей. М.: Радио и связь, 2000. – 592 с.

5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учеб. для вузов. Изд. 10-е. М.: Гардарики, 2002. – 638 с.

6. Попов В.П. Основы теории цепей: Учеб. для вузов. Изд. 3-е, испр. – М.: Высш. шк., 2000. – 575 с.

7. Соболев Ю.В., Бабаєв М.М., Давиденко М.Г. Теорія електричних і магнітних кіл. – Харків: ХФВ «Транспорт України», 2002. – 264 с.

8. Татур Т.А., Татур В.Е. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 2001. – 407 с.

9. Фриск В.В. Основы теории цепей: Учеб. пособие. – М.: ИП РадиоСофт, 2002. – 288 с.

10. Витков М.Г., Смирнов Н.И. Основы теории цепей. Лабораторный практикум: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 2001. – 224 с.

11. Трохименко Я.К., Любич Ф.Д. Радиотехнические расчеты на микрокалькуляторах: Справ. пособие–М.:Радио и связь, 1983.– 286с.

12. Аладьев В.З., Геригорн Н.А. Вычислительные задачи на персональном компьютере.– К.: Техника, 1991.– 254 с.

 

Навчальне видання

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБIТ З ДИСЦИПЛІН "ОСНОВИ ТЕОРII КІЛ", "ОСНОВИ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ", "ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРО-РАДІОКІЛ, СИГНАЛІВ ТА ПРОЦЕСІВ В РАДІОЕЛЕКТРОНІЦІ"

для студентів денної та заочної форм навчання за напрямами:

 

7.090701 Радiотехніка,

6.050902– Радіоелектронні апарати,

6.051004– Оптотехніка,

6.170.101– Безпека інформації в комунікаційних системах,

6.170102– Системи технічного захисту інформації,

6.170103– Управління інформаційною безпекою

 

Упорядники:

Ю.О. Коваль,

І.О. Милютченко

В.П. Самченко

 

 

Відповідальний випусковий В.М. Шокало

 

Редактор

 

Коректор

 

 

План 2007, поз.

Підп. до друк. Формат 60х84 1/16 Папір друк.

Друк. офсетний. Умов. друк. арк. Облік. вид арк.

Вид. № Тираж 150 прим. Зам. № Ціна договірна

ХНУРЕ, 61166, Харків, просп. Леніна, 14