ПГУТИ Лабораторная работа №4 “ Исследование частотных и временных характеристик электрических цепей” Выполнили: Никифорова А. Кудрявенькова Е. Алферова А. (бригада №5) Проверил: Рудь Виктор Васильевич Самара, 2008 год ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Закрепить понятия комплексного коэффициента передачи, амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик, а так же переходной и импульсной характеристик. Установить связь между частотными и временными характеристиками цепи и условия неискажённой передачи сигналов. Приобрести навыки по расчёту указанных характеристик и методике их измерения. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ Исходные данные: Для приведенной схемы рассчитаем коэффициент передачи по напряжению. Для схемы с одним реактивным элементом получим выражение комплексного коэффициента передачи, а также выражение АЧХ и ФЧХ Для схемы с одним реактивным элементом получим выражение комплексного коэффициента передачи, а также выражение АЧХ и ФЧХ ВЫПОЛНЕНИЕ НА ЭВМ Таблица 1. Исходные данные для расчёта. № схемы № бригады Значения RD1 RD2, частот, , КО кГц кО м м 5 5 50 3 1,0 1,28 1,0 0,5 2,4,6,8,10 1. Измерение амплитудно-частотных характеристик. Для снятия амплитудно-частотной характеристики делителя напряжения необходимо собрать схему: L, мГн C, НФ R1 , кО м R2 , КО м R0 , кО м Рис. 1. Схема наблюдения сигналов на входе и выходе резистивного делителя На генераторе установили режим гармонических колебаний, выбрали одну из частот указанных в таблице 1. Установили величину выходного напряжения генератора равной 1В. Изменяя частоту генератора в соответствии с данными таблицы 1, мы наблюдали на осциллографе осциллограммы входного и выходного напряжений, а на измерителе частотных характеристик наблюдали амплитудно-частотную характеристику исследуемой цепи: Для f=2 кГц Для f=4 кГц Для f=6 кГц Для f=8 кГц Для f=10 кГц Установили на выходе генератора режим прямоугольных колебаний. Наблюдали за изменением формы выходного сигнала: Таблица 3. Данные расчетов и исследований для цепи рис. 1 Параметры цепи RD1 =1000 Ом, RD2 =500Ом Частоты (кГц) T(j) Расчётные данные Измеренные данные 2 4 6 8 10 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 Для измерения АЧХ цепи с реактивным элементом собрали схему, представленную на рис. 2. Установили значения элементов схемы в соответствии с номером бригады из таблицы 1. Установили на генераторе одну из частот указанных в таблице 1 и напряжение 1В: Изменяя частоту генератора в соответствии с данными таблицы 1 наблюдали по осциллографу за изменением входного сигнала, а по измерителю частотных характеристик за АЧХ исследуемой цепи: Для 2 кГц. Таблица 4. Результаты предварительного расчёта и экспериментальных измерений АЧХ цепи Частота 2 4 6 8 10 Параметры (кГц) цепи H() L =50 мГн Расчётные 0,694 0,673 0,641 0,0,604 0,565 R1=3000 Ом данные Измеренные данные L =50 мГн Расчётные 0,423 0,384 0,338 0,295 0,565 R2=1000 Ом данные Измеренные данные 2. Измерение фазо-частотных характеристик. Собрали схему рис. 3.На измерителе частотных характеристик установили переключатель вида характеристики в положение PHASE. Наблюдать за фазочастотной характеристикой по измерителю частотных характеристик. Результаты измерений занести в таблицу 5. Рис. 3 Таблица 5. Результаты предварительного расчёта и экспериментальных измерений ФЧХ цепи Частота Параметр (кГц) 2 4 6 8 10 ы (j) (º) Цепи L=50 мГн Расчётные 1,425 1,285 1,156 1,04 0,938 R1=3000 данные Ом Измеренные данные L=50 мГн Расчётные 1,302 1,067 0,88 0,737 0,628 R2=1000 данные Ом Измеренные данные Зарисовали получившуюся при этом ФЧХ цепи: 3. Собрали схему аналогичную рис. 3. Для наблюдения формы сигнала воспользуемся осциллографом, который позволяет одновременно наблюдать форму сигнала на входе и выходе цепи. В качестве передаваемого сигнала взяли гармонический сигнал. Теперь в качестве передаваемого сигнала взяли последовательность прямоугольных импульсов. Частоту генератора вначале установили малую f = 500 Гц: Затем большую f = 2 кГц: После этого установили f = 10 кГц: ВЫВОД В данной работе рассчитали и измерили значения комплексного коэффициента передачи, амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик. Установили связь между частотными и временными характеристиками цепи и условия неискажённой передачи сигналов. Приобрели навыки по расчёту указанных характеристик и методике их измерения.