Подготовка установки к работе. Для сборки цепи из имеющихся элементов подберите резистор и конденсатор (R=2÷5 кОм, С=2÷5 нФ)

Для сборки цепи из имеющихся элементов подберите резистор и конденсатор (R =2÷5 кОм, С =2÷5 нФ).

Соберите первую из изучаемых цепей. Подключите к цепи генераторно-измери­тельную систему: напряжение с генераторного выхода системы подайте на вход цепи, а напряжение с выхода цепи (с конденсатора) подайте на измерительный вход системы.

Запустите генераторно-измеритель­ную систему (ее ярлык — на рабочем столе). Установите режим изучения амплитудно-час­тотных характеристик цепей (АЧХ). Задайте амплитуду входного сигнала U _вх=1 В и смещение u ₀=0. Включите отобра­жение измеряемой характеристики и запустите систему.

Убедитесь, что наблюдаемая АЧХ качест­венно соответствует ожидаемой (фильтру НЧ). Установите удобные пределы измерений по частоте (рекомендуем от 0 примерно до f *, где f * — частота, на которой k (f *)=0,2) и подберите удобный шаг измерений.

Установленные шкалы в даль­нейшем не изменяйте.

Перейдите в режим изучения фазочастотных характеристик цепей (ФЧХ) и убедитесь, что наблюдаемая ФЧХ также качественно соответствует ожидаемой. После этого установите режим одновременного изучения АЧХ и ФЧХ.

1. Изучение вида частотных характеристик

однозвенного фильтра НЧ

Зарисуйте измеренные частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) фильтра НЧ.

Здесь и далее на зарисованных графиках должны быть приведены шкалы значений измеряемых величин и указаны условия эксперимента.

Убедитесь, что измеренные АЧХ и ФЧХ хорошо описываются известной вам математической моделью однозвенного фильтра НЧ. Для этого включите отображение расчетных характеристик, выберите соответствующую математическую модель цепи, а затем, подбирая параметры модели, добейтесь аппроксимации измеренных характеристик расчетными.

2. Измерение параметров фильтра НЧ

По измеренным характеристикам определите параметры собранной цепи. Сделайте это двумя способами:

1) по характерным точкам измеренных характеристик — с помощью курсоров измерьте частоту среза фильтра (частоту f _ср, на которой k (f _ср)=0,707), а по ней определите коэффициент затухания a=w_ср и постоянную времени t=1/α цепи;

2) по всем измеренным точкам — при хорошей аппроксимации измеренных характеристик расчетными можно принять, что введенные параметры модели равны реальным параметрам собранной цепи.

Измеренные параметры фильтра внесите в таблицу и сравните с ожидаемыми (рассчитанными по номинальным значениям R и С).

Образец таблицы

3. Изучение влияния параметров элементов фильтра НЧ