Исследование переходных процессов в цепях второго порядка
Цель работы:
Изучить переходные процессы в цепях второго порядка при подключении цепи к источникам постоянного и гармонического напряжений.
Если к входу схемы (рис. 1) подключить источник постоянного напряжения Е, то при малых затуханиях (
, следовательно, Q>0.5) переходный процесс имеет колебательный характер, причем принужденная составляющая напряжения на конденсаторе равна напряжению источника.
Рис. 1
Отношение собственной частоты контура к затуханию равно 2Q. Так как Q=N, то N= 
/2σ или σ= 
. Таким образом, число периодов, укладывающихся за практическое время переходного процесса, приблизительно равно добротности контура Q. Свободные колебания затухают тем быстрее, чем меньше добротность контура и чем больше, при прочих равных условиях, собственная частота контура.
Если затухание цепи велико, то свободная составляющая представляет собой разность двух экспонент и отклик имеет на выходе апериодический характер (Рис. 2).
Рис. 2
При подключении к входу высокодобротной RLC-цепи радиоимпульса с высокочастотным заполнением, т.е. сигналов гармонической формы с паузами (Рис. 3), могут иметь место два случая.
Рис. 3
Огибающей называют воображаемую кривую, показывающую закон изменения выходного мгновенного напряжения (Рис. 4)
Рис. 4
Очевидно, что при 
амплитуда напряжения нарастает монотонно, причем чем больше добротность, тем медленнее нарастает и спадает огибающая напряжения, т.е. тем сильнее явление «затягивания» фронта огибающей (Рис. 5).
Рис. 5
При увеличении скорости передачи сигналов время паузы между ними уменьшается, сигнал «смазывается», искажения увеличиваются.
Ход работы:
1. Соберём цепь по схеме (Рис.). Регуляторы генератора установим в позиции, при которых на его выходе будет напряжение П-образной формы с периодом в 10 раз большим, чем период собственных колебаний исследуемого контура.
Рис.
2. Зарисуем кривые напряжения на входе и выходе исследуемой цепи при различных значениях сопротивления R и длительностях Т входного сигнала. Изменим сопротивление R от значения много меньшего критического до значения много большего критического. Определим добротность цепи при Q>1.
3. Переключатель вида сигналов генератора П ф установим в положение 
. Изменяя частоту от 0.75 
до 1.5 . Зарисуем напряжения на выходе и входе цепи при различных добротностях.
1.1. Построим графики зависимости напряжения от времени на выходе последовательной RLC -цепи с параметрами:
f = 500 Гц; τ = 1 мс; U = 10 В; L = 47,8 мГн; С = 13,1 нФ.
При R=50 Ом
При R=500 Ом
При R=5000 Ом
1.2. Построим графики зависимости напряжения от времени на выходе последовательной RCL -цепи с параметрами:
f = 500 Гц; τ = 1 мс; U = 10 В; L = 47,8 мГн; С = 13,1 нФ.
При R=50 Ом
При R=500 Ом
При R=5000 Ом
1.3. График зависимости напряжения от времени на выходе параллельной RLC -цепи с параметрами:
f = 6,25 кГц; τ = 80 мкс; U = 10 В; R = 10 кОм; L = 47,8 мГн; С = 13,1 нФ.
Дата добавления: 2016-12-31; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 318 | Нарушение авторских прав Поиск на сайте: Лучшие изречения:  | 2364 -  |
Ген: 0.014 с.