Указания по подготовке к защите. 3.1. Оформите отчет по лабораторной работе, который должен содержать:

3.1. Оформите отчет по лабораторной работе, который должен содержать:

- схемы исследуемых цепей,

- расчетные формулы и таблицу с результатами предварительного расчета и расчета на ПК,

- графики рассчитанных на ПК частотных характеристик,

- выводы.

3.2. Рассчитайте добротность контура для найденных по графикам величин f ₀, и 2D f * при трех значениях параметра резистивного сопротивления: заданного R, 0,1 R и 0,55 R. Сделайте вывод о влиянии величины резистивного сопротивления на ширину полосы пропускания и добротность колебательного контура. Покажите на графиках полосы пропускания для трех значений параметра R.

3.3. На графиках и , рассчитанных для параметра R, найдите и отметьте резонансную частоту f ₀, при которой , частоты f _{max L} и f _{max C} , а также соответствующие им значения и .

3.4. Сравните графики амплитудно-частотных характеристик и , рассчитанных при значениях резистивного сопротивления R и 0,1 R. Найдите по ним добротности из условия, что , и сравните их значения с найденными по графикам .

3.5. Подготовьтесь к ответу на вопросы и решению типовых задач, отражающих основное содержание работы.

 

Контрольные вопросы

1. Что называется резонансом?

2. Что называется резонансной частотой, характеристическим сопротивлением, полосой пропускания, добротностью контура? Как сопротивление потерь контура влияет на эти величины?

3. Почему резонанс в последовательном контуре называют резонансом напряжений? Какими будут напряжения на элементах контура при резонансе?

4. Чему равно сопротивление последовательного контура при резонансе?

5. При каких значениях добротности Q колебательный контур считается высокодобротным?

6. В чем отличие амплитудно-частотных характеристик и последовательных колебательных RLC контуров низкой и высокой добротности?

7. Как ширина полосы пропускания контура зависит от его доброт-ности?

Лабораторная работа 7

 

компьютерный анализ частотных характеристик
электронного аналога колебательного контура
с использованием программы fastmean

Задание на самостоятельную подготовку

1.1. Изучите теоретические вопросы, связанные с возможностью рассмотрения активных RC -цепей в качестве электронных аналогов колебательных контуров.

1.2. Найдите, используя метод узловых напряжений, комплексную передаточную функцию ARC -цепи, При этом операционный усилитель следует считать источником напряжения, управляемым напряжением (ИНУН) с коэффициентом усиления m ® ¥.

Полученная функция должна иметь вид

.

1.3. Найдите комплексную передаточную функцию RLC -контура, схема которой представлена на рис. 7.1,б, и приведите к виду

.

а) б)

Рис. 7.1

 

1.4. Рассчитайте методом уравнивания коэффициентов параметры R и C ₂ ARC -цепи, при которых комплексные передаточные функции обеих цепей будут отличаться только знаком, если и C ₁ = 3 мкФ. Параметры RLC -контура приведены в табл. 7.1.

1.5. Рассчитайте резонансную частоту f ₀ и добротность Q колебательного RLC -контура

, с^–1; , Гц; .

1.6. Запишите выражения АЧХ и ФЧХ RLC -контура и его электронного аналога – ARC -цепи, рассчитайте их значения при w = 0, w = w₀, w ® ¥.

Постройте их примерные графики.

 

Таблица 7.1

 

Вариант	R, Ом	L, мГн	C, мкФ
	7,960	3,168	0,500
	5,040	2,000	0,792
	10,00	4,000	0,396
	6,632	2,640	0,600
	8,840	3,520	0,450
	11,30	4,500	0,352
	5,680	2,263	0,700
	13,20	5,280	0,300
	7,236	2,880	0,550

 

Задание для работы в компьютерном классе

2.1. Войдите в ОС Windows. Двойным нажатием левой кнопки мыши загрузите программу FASTMEAN. Описание работы с программой приведено в приложении настоящих методических указаний.

2.2. Постройте на экране дисплея схему ARC -цепи, приведенную на рис. 7.1,а с рассчитанными в п. 1.4 параметрами (пп. 1, 2 приложения).

2.3. Рассчитайте частотные характеристики ARC -цепи в линейном масштабе (пп. 3, 4 приложения) и перерисуйте их с экрана дисплея вместе с масштабной сеткой. Расчет выполните в диапазоне частот 100 Гц £ f £ 10 кГц, выбрав число расчетных точек равным 1000.

Найдите с помощью линейки максимальное значение амплитудно-частотной характеристики и частоту f ₀, на которой наблюдается этот максимум (п. 4 приложения). Найдите и отметьте на графике эти значения.

2.4. Постройте на экране дисплея схему RLC -контура, приведенную на рис. 7.1,б, с параметрами, заданными в табл. 7.1 для Вашего варианта.

2.5. Рассчитайте частотные характеристики RLC -контура в соответствии с указаниями п. 2.3.