На его частотные характеристики. Методика аналогична примененной в п.3

Методика аналогична примененной в п.3.

7. Изучение частотных характеристик двухзвенной цепи

Соберите двухзвенную цепь, представляющую собой каскадное соединение двух простых RC -фильтров — фильтра НЧ (первое звено) и фильтра ВЧ (второе звено). Фильтр НЧ собирается из уже задействованных (исходных) элементов. Для фильтра ВЧ подберите еще один резистор (R ₂≈10 R ₁) и один конденсатор (C ₂≈ C ₁).

Последовательно наблюдайте частотные характеристики:

· первого звена при отключенном втором;

· первого звена при подключенном втором;

· двухзвенной цепи.

Зарисуйте измеренные частотные характеристики двухзвенной цепи — семейство из трех АЧХ и семейство из трех ФЧХ.

Контрольные вопросы

1. Как выглядят зависимости амплитуд напряжений на конденсаторе и на резисторе последовательной RC -цепи от амплитуды входного напряжения? От частоты?

2. Как выглядят зависимости начальных фаз напряжений на конденсаторе и на резисторе последовательной RC -цепи от начальной фазы входного напряжения? От частоты?

3. Изобразите характер АЧХ и ФЧХ последовательной RC -цепи, если выходным сигналом являются напряжение на конденсаторе; напряжение на резисторе; ток.

4. Какую из изученных вами цепей можно назвать фильтром нижних частот? Фильтром верхних частот? Полосно-пропускающим фильтром?

5. Как изменятся АЧХ и ФЧХ однозвенного RC -фильтра НЧ, если к задействованному в нем резистору подключить такой же: а) последовательно; б) параллельно?

6. Как изменятся АЧХ и ФЧХ однозвенного RC -фильтра ВЧ, если к задействованному в нем конденсатору подключить такой же: а) параллельно; б) последовательно?

7. Вы изучали частотные характеристики цепей с помощью генераторно-измерительной системы. Как вы себе представляете методику (алгоритм) работы этой системы в режиме автоматического измерения АЧХ? ФЧХ?

8. Каким образом можно экспериментально определить коэффициент затухания и постоянную времени последовательной RC -цепи?

__________

Лабораторная работа № 7

ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА

Цель работы — на примере последовательного колебательного контура изучить особенности частотных характеристик одноконтурной резонансной цепи.

Изучаются следующие основные вопросы:

1) явление последовательного резонанса (резонанса напряжений); 2) качественное описание вида частотных характеристик последовательного колебательного контура; 3) количественное описание частотных характеристик (математическая модель) последовательного колебательного контура; 4) влияние потерь в контуре на его частотные характеристики.

Домашнее задание

Изучите вышеперечисленные основные вопросы. Рекомендуются учебное пособие [1] (§§ 5.1, 5.4), учебные пособия [2,3] и конспект лекций.

1. Изобразите схему изучаемой цепи — последовательного колебательного контура из элементов L, r, C (выходное напряжение снимается с конденсатора). На схеме укажите стрелками входное напряжение u _вх и выходное напряжение u _вых= u_C.

2. Выпишите формулы, составляющие математическую модель изучаемого контура, а именно:

· формулы для передаточной функции K (j ω) и частотных характеристик — АЧХ k (ω) и ФЧХ φ _k (ω). В формулах используйте обобщенную расстройку ξ(ω) и основные параметры контура — резонансную частоту ω_р и добротность Q. Пользуйтесь точными, а не приближенными выражениями для K(j ω ) и φ _k( ω );

· формулы для расчета параметров математической модели контура ω_р, Q через параметры его элементов L, r, C.

3. Изобразите вид АЧХ и ФЧХ изучаемого контура. На рисунках обозначьте характерные значения k, φ _k и ω, а также ширину полосы пропускания П_w.

4. Изобразите вид семейства АЧХ и вид семейства ФЧХ для различных значений добротности контура.

Лабораторное задание