Формирование входного сигнала

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

Лабораторные работы №№ 3, 5, 7, 8

 

 

Методическое пособие

по курсу «Основы теории цепей»

для студентов, обучающихся по направлению «Радиотехника»

 

 

Под редакцией В.А. Гречихина

 

Москва Издательский дом МЭИ 2007

УДК

621.396

О–753

 

Утверждено учебным управлением МЭИ

Подготовлено на кафедре основ радиотехники

Рецензент: канд. техн. наук, проф. А.К. Нарышкин

О–753 Основы теории цепей. Лабораторные работы №№ 3, 5, 7, 8: методическое пособие / Б.П. Поллак, Л.И. Пейч, С.В. Пучин, Д.А. Точилин; под ред. В.А. Гречихина. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 24 с.

Сборник содержит описания четырех лабораторных работ, посвященных изучению ос­новных понятий и методов теории линейных радиотехнических цепей. Изучаются комплексный метод анализа линейной цепи при гармонических колебаниях (работа № 3), понятие частотных характеристик линейной цепи и методика их экспериментального определения (работа № 5), особенности частотных характеристик одноконтурных резонансных цепей — последовательного (работа № 7) и параллельного (работа № 8) колебательных контуров.

Сборник предназначен для студентов радиотехнического факультета (всех специальностей).

Учебное издание

Поллак Борис Павлович

Пейч Лидия Ивановна

Пучин Сергей Владимирович

Точилин Дмитрий Александрович

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

Лабораторные работы №№ 3, 5, 7, 8

Методическое пособие

по курсу «Основы теории цепей»

для студентов, обучающихся по направлению «Радиотехника»

Редактор В.А. Гречихин

Редактор издательства Г.Ф. Раджабова

Темплан издания МЭИ 2006 (I), метод. Подписано в печать

Формат 60х84/16 Печать офсетная Физ. печ.л. 1,5

Изд. № 94 Тираж 250 экз. Заказ

ЗАО «Издательский дом МЭИ», 111250, Москва, Красноказарменная ул., д.14

Отпечатано в типографии

© Московский энергетический институт

(технический университет), 2007

ВВЕДЕНИЕ

Сборник содержит описания четырех лабораторных работ по курсу «Основы теории цепей». Предлагаемые работы посвящены изучению ос­новных понятий и методов теории линейных радиотехнических цепей.

Лабораторные работы поставлены на базе всего предшествующего опыта преподавания теории радиотехнических цепей, накопленного ка­федрой основ радиотехники. В частности, прототипами приведенных ра­бот послужили соответствующие работы из предыдущего аналогичного сборника (Баскаков С.И., Радченко С.Г. Лабораторные работы по курсу ОТЦ: Радиотехнические цепи / Под ред. Б.П. Поллака. – М.: Издательство МЭИ, 1994).

Особенность предлагаемого лабораторного практикума — все работы выполняются на одной и той же многофункциональной лабораторной установке для изучения радиотехнических цепей и сигналов. Она отличается от обычно используемых лабораторных установок анало­гичного назначения — в ней нет обычных генераторов и измерительных приборов, а их функции выполняет компьютерная генераторно-измери­тельная система.

Ниже приведены краткие описания установки и генераторно-изме­ри­тельной системы.

Многофункциональная лабораторная установка

для изучения радиотехнических цепей и сигналов

Лабораторная установка (рис.1) состоит из двух основных частей — лабора­торного стенда и персонального компьютера.

Изучаемая цепь собирается на лабораторном стенде из имеющегося в стенде и прилагаемого к нему набора схемотехнических элементов (рези­сторов, конденсаторов, индуктивных катушек и т.п.). В предлагаемых лабораторных работах используется универсальный лабо­раторный стенд «Сигнал-1».

Входной сигнал формируется компьютерной гене­раторно-измеритель­ной системой. Он подается на цепь с генераторного выхода системы. Входной и выходной сигналы измеряются той же генераторно-измери­тельной системой. Измеряемый сигнал подается на измерительный вход системы.

Компьютерная генераторно-измерительная система представляет собой аппаратно-программную систему [4], специально разработанную для изучения радиотехнических цепей и сигналов. Аппаратная часть системы размещена частично в лабораторном стенде и частично — в компьютере.

 

Рис.1. Лабораторная установка

Рис.2. Панель для сборки цепи

Лабораторный стенд «Сигнал-1»

В лабораторных работах по курсу ОТЦ используются только генераторно-измерительная часть стенда и панель для сборки цепи.

Панель для сборки цепи (рис.2) содержит достаточное количество гнезд, в которые вставляются сменные элементы собираемой схемы и соединительные проводники. Гнезда электрически соединены друг с другом и не соединены ни с какими другими элементами стенда.

Выходные гнезда генератора и входные гнезда измерителя расположены рядом с панелью для сборки цепи (слева и справа от нее).

Компьютерная генераторно-измерительная система

(краткое руководство для пользователя)

Компьютерная генераторно-измерительная система предназначена для изучения радиотехнических цепей и сигналов методами автоматизированного физического эксперимента и математического моделирования.

Вход в систему

· На рабочем столе найдите ярлык «Генераторно-изме­рительная система» и вызовите эту систему. На экране поя­вится «заставка» системы.

· Из меню «заставки» вызовите нужную подсистему. На экране появится «передняя панель» выбранной подсистемы (название подсистемы указано на клавише вверху слева).

Выбор режима работы

· Для выбора нужного режима работы на передней панели имеются желтые клавиши со значком «u». Каждая из них раскрывает свое меню:

▼ клавиша вверху слева — для смены подсистемы, т.е. для смены изучаемых объектов (частотные характеристики, нелинейные цепи, цепи и сигналы, случайные процессы);

▼ клавиша вверху посередине — для выбора изучаемых характеристик цепей или сигналов (АЧХ, ФЧХ, осциллограммы, спектры и т.п.);

▼ клавиши в третьей строке снизу — для выбора математической модели формируемого сигнала (клавиша слева — тип сигнала, клавиша справа (с цифрой) — подтип, между ними — математическая модель сигнала);

▼ клавиши во второй строке снизу — для выбора математической модели изучаемой цепи (клавиша слева — тип цепи, клавиша справа (с цифрой) — подтип, между ними — математическая модель цепи);

▼ клавиша вверху справа — для смены отображаемых параметров выбранных математических моделей (параметры сигнала, параметры цепи).

· Клавишами отображения (над экраном) включите отображение нужных и отключите отображение ненужных характеристик:

§ клавиша «Расч.вх» — расчетный входной сигнал (рассчитанный по выбранной математической модели сигнала);

§ клавиша «Генер» — реальный входной сигнал (измеренный на генераторном выходе системы);

§ клавиша «Измер» — реальный выходной сигнал (измеренный на измерительном входе системы);

§ клавиша «Расч.вых» — расчетный выходной сигнал (рассчитанный по выбранным математическим моделям сигнала и цепи).

· В подсистеме «Частотные характеристики» клавишами запуска и режима измерений (внизу) запустите подсистему и установите нужный режим (однократный или непрерывный, со звуковой информацией об измерениях или без нее). Клавиши запуска и режима измерений работают только при включенном отображении измеряемых характеристик.

Формирование входного сигнала

· В подсистеме «Характеристики сигналов и цепей»:

▼ выберите тип и подтип сигнала;

▼ переключателем «Точность» или «Период» (под таблицей параметров) выберите требуемую точность установки частоты (для непрерывных сигналов) или требуемый период (для импульсных сигналов);

▼ введите в таблицу параметры расчетного входного сигнала (вводимые в таблицу значения частоты будут округляться в соответствии с выбранной точностью или выбранным периодом);

▼ клавишей «Калибровка» (над экраном справа) при необходимости скорректируйте возможное отклонение генерируемого напряжения от заданного.

· В подсистемах «Частотные характеристики» и «Нелинейные цепи» входной сигнал — гармонический (в таблицу вводятся его параметры).