Исключите из контура добавочный резистор. Замените конденсатор C (увеличьте емкость контура на два порядка). Убедившись, что наблюдаемые изменения частотных характеристик качественно соответствуют ожидаемым, измерьте новые АЧХ и ФЧХ контура (их можно не зарисовывать).
По измеренным характеристикам определите (аналогично п.3) параметры нового контура.
Измеренные параметры контура с увеличенной емкостью внесите в ту же таблицу и сравните с ожидаемыми (рассчитанными по измеренным параметрам исходного контура и новому номинальному значению C). Обратите внимание на изменение сопротивления потерь.
Контрольные вопросы
1. В чем состоит явление последовательного резонанса (резонанса напряжений)?
2. Изобразите векторные диаграммы напряжений и тока в последовательном колебательном контуре: а) при резонансе; б) при частоте, соответствующей нижней или верхней границе полосы пропускания.
3. Как изменяется амплитуда тока в последовательном колебательном контуре при изменении частоты входного напряжения?
4. Как изменяется начальная фаза тока в последовательном колебательном контуре при изменении частоты входного напряжения?
5. Изобразите вид АЧХ и ФЧХ последовательного колебательного контура, если выходным сигналом являются: а) ток в контуре; б) напряжение на конденсаторе; в) напряжение на индуктивной катушке?
6. Как изменится вид АЧХ и ФЧХ контура при изменении (увеличении, уменьшении) его добротности?
7. Каким образом можно экспериментально определить добротность последовательного колебательного контура? Его сопротивление потерь?
__________
Лабораторная работа № 8
ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА
Цель работы — на примере параллельного колебательного контура изучить особенности частотных характеристик одноконтурной резонансной цепи.
Изучаются следующие основные вопросы:
1) явление параллельного резонанса (резонанса токов); 2) качественное описание вида частотных характеристик параллельного колебательного контура; 3) количественное описание частотных характеристик (математическая модель) параллельного колебательного контура; 4) влияние потерь в контуре и коэффициента включения контура на его частотные характеристики.
Домашнее задание
Изучите вышеперечисленные основные вопросы. Рекомендуются учебное пособие [1] (§§ 5.1, 5.5), учебные пособия [2,3] и конспект лекций.
1. Изобразите схемы изучаемых цепей:
· простого параллельного колебательного контура из элементов L, r, C (сопротивление потерь r включено в индуктивной ветви);
· «сложного» параллельного колебательного контура с двумя индуктивными элементами (L = L 1+ L 2);
· «сложного» параллельного колебательного контура с двумя емкостными элементами (1/ C =1/ C 1+1/ C 2).
На каждой схеме укажите стрелками входной ток контура и напряжение на контуре.
2. Выпишите формулы, составляющие математическую модель изучаемых контуров, а именно:
· приближенные формулы для передаточной функции (сопротивления) Z (j ω) и частотных характеристик — АЧХ z (ω) и ФЧХ φ z (ω) — параллельного контура (в области параллельного резонанса). В формулах используйте обобщенную расстройку ξ(ω) и основные параметры контура — резонансную частоту ωр, добротность Q, резонансное сопротивление R р;
· формулы для расчета параметров математической модели контура ωр, Q, R р через параметры его элементов L, r, C (с использованием характеристического сопротивления ρ и коэффициента включения k вкл).
3. Для каждого изучаемого контура изобразите вид АЧХ. На рисунках обозначьте характерные значения z и ω, а также полосу пропускания Пw.
4. Изобразите вид семейства АЧХ и вид семейства ФЧХ (в области параллельного резонанса) для различных значений добротности и коэффициента включения контура.