Подготовка установки к работе. Для сборки цепи из имеющихся элементов подберите индуктивную катушку и конденсатор (L=2÷5 мГн

Для сборки цепи из имеющихся элементов подберите индуктивную катушку и конденсатор (L =2÷5 мГн, С =2÷5 нФ).

Соберите последовательный колебательный контур (резистор в контур не включайте). Подключите к контуру генераторно-измери­тельную систему: напряжение с генераторного выхода системы включите в контур, а напряжение с выхода контура (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 сигнала U _вх=50 мВ и смещение u ₀=0. Включите отобра­жение измеряемой характеристики и запустите систему.

Наблюдайте АЧХ собранной цепи сначала в широком диапазоне частот (от 0 до 100 кГц), а затем в области резонанса. Убедитесь, что наблюдаемая АЧХ качест­венно соответствует ожидаемой. Установите удобные пределы измерений по частоте (в которых k (f)> k _р/(5¸10)) 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 контура

Зарисуйте измеренные частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) собран­ного последовательного колебательного контура.

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 последовательного колебательного контура. Для этого включите отображение расчетных характеристик, выберите соответствующую математическую модель цепи, а затем, подбирая параметры модели, добейтесь аппроксимации измеренных характеристик расчетными.

2. Измерение параметров контура

По измеренным характеристикам определите параметры собранного контура. Сделайте это двумя способами:

1) по характерным точкам измеренных характеристик — с помощью курсоров измерьте параметры АЧХ k _р, f _р, Π _f, а по ним определите добротность контура (примите Q =(Q ₁+ Q ₂)/2, где Q ₁= k _р, Q ₂= f _р/Π _f) и его сопротивление потерь (r =ρ/ Q, где ρ=1/(w_р C));

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

Измеренные параметры контура внесите в таблицу.

Образец таблицы

3. Изучение влияния потерь в контуре

На его частотные характеристики

Из имеющихся элементов подберите резистор (с минимальным сопротивлением) и включите его в контур (последовательно). Убедившись, что наблюдаемые изменения частотных характеристик качественно соответствуют ожидаемым, зарисуйте новые измеренные АЧХ и ФЧХ контура (нанесите их на предыдущий рисунок (п.1)).

По измеренным характеристикам определите параметры нового контура (k _р и П _f — с помощью курсоров, f _р и Q — вторым способом, см. п.2).

Измеренные параметры контура с добавочным резистором внесите в ту же таблицу и сравните с ожидаемыми (рассчитанными по измеренным параметрам исходного контура и номинальному значению r _доб).

4. Измерение сопротивления потерь контура