Методические указания. Измерение АЧХ входной функции

Измерение АЧХ входной функции.

В качестве единичного источника гармонических колебаний целесообразно использовать источник тока. Тогда величина напряжения на исследуемом двухполюснике будет численно равна входному сопротивлению двухполюсника. На практике при отсутствие генератора тока достаточно выполнить условие, при котором внутреннее сопротивление источника более чем в 50 раз превышает модуль входного сопротивления исследуемого двухполюсника.

Рисунок 5.2.

Измерение АЧХ входного сопротивления линейной электрической цепи с помощью измерителя частотных характеристик Х1-40.

А) Подготовка Х1-40 к работе: диапазон I, полоса широкая, нулевые биения на левой границе экранной сетки (см. приложение 1)-3) и6)).

Б) Калибровка канала вертикального отклонения. Переключатель внутреннего сопротивления генератора качающейся частоты (ГКЧ) устанавливаем в положение «600 Ом». С выхода генератора напряжение на сигнальную шину подается через резистор сопротивлением 100кОм. Тем самым достигается упомянутое выше более чем пятидесятикратное превышение выходного сопротивления генератора над входным сопротивлением исследуемой цепи. Вход индикатора подключается к сигнальной шине. В качестве эталонной нагрузки (R=2 кОм) подключается два резистора по 1 кОм, соединенные последовательно. С помощью ручек 17 «ослабление,dB» напряжение генератора качающей частоты устанавливается максимально возможным, а с помощью ручек 7 ступенчатой и плавной регулировки усиления по каналу вертикального отклонения устанавливают масштаб и определяют цену деления канала вертикального отклонения в омах. Например, если при поступлении сигнала с ГКЧ луч отклоняется на 10 делений (10 см.), то цена деления будет 200 Ом/деление.

В) Измерение АЧХ входного сопротивления. Вместо эталонной нагрузки 2 кОм подключается вход исследуемой схемы. Теперь на экране Х1-40 индицируется АЧХ входного сопротивления.

Измерение ФЧХ входной функции.

Вариант 1.

Включение фазометра, как показано на рисунке 5.1,соответствует утверждению, что при работе от источника тока начальная фаза напряжения совпадает с фазой входного сопротивления (см. рис. 5.2) так как практически ток , а начальную фазу (опорного сигнала) полагаем равной нулю.

Вариант 2 – косвенный метод.

Так как , то при условии, что , . В свою очередь в исследуемых схемах, т. е. достаточно измерить фазу напряжения на резисторах (не шунтированных реактивными элементами). Эти измерения были освоены при выполнении работ № 2 и № 3.

Контрольные вопросы.

Ниже приводятся примеры контрольных вопросов:

1) поясните, что отражает АЧХ входного сопротивления;

2) поясните, что отражает ФЧХ входного сопротивления;

3) поясните, в каком случае ;

4) поясните, почему для построения характера АЧХ входного сопротивления в цепях I, II, III порядка с однотипными реактивностями достаточно определить Z(0) и Z(∞);

5) поясните, почему в RC – цепях независимо от способа соединения элементов ;

6) поясните, почему в RL – цепях независимо от способа соединения элементов ;

7) изобразите возможные модели, соответствующие заданным АЧХ (рисунок 5.3);

Рисунок 5.3

8) сделайте обоснованные предположения и изобразите характер АЧХ входного сопротивления схем (рисунок 5.4) в режиме холостого хода;

Рисунок 5.4

9) определите значение ФЧХ входных функций на крайних частотах

φ(0) и φ(∞) для схем рис. 5.4 и дайте необходимые пояснения;

 

10) поясните, с какой целью при измерении АЧХ по входному сопротивлению сигнал от генератора на вход схемы подается через сопротивление 100 кОм;

11) поясните, почему для наблюдения АЧХ по входному сопротивлению на индикаторе Х1-40 необходимо, чтобы сигнал на схему поступал от генератора тока;

12) поясните, каким образом делается калибровка канала вертикального отклонения для измерения АЧХ по Z_ВХ;

13) изобразите схему подключения генератора и фазометра для косвенного измерения ФЧХ в схеме 5.4а; 5.4в; 5.4е;
Рекомендуемая литература

Основная:

1. Попов В.П. Основы теории цепей. – Москва: Высшая школа, 2003.-576 с.

2. Попов В.П. Основы теории цепей. – Москва: Высшая школа, 2000.-575 с.

3. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. – Санкт-Петербург: Лань, 2006.-432 с.

4. Мельникова И.В., Тельпухова Л.И. Основы теории цепей. Часть 2.- Томск, 2001. – 186 с.

 

Дополнительная:

1. Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей. – Москва: Высшая школа, 1987.-511 с.

2. Попов В.П. Основы теории цепей. – Москва: Высшая школа, 1985.-496 с.

3. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. – Москва: Энергия, 1969.-424 с.

 

Приложение