Лаба - Исследование частотных характеристик (Лаба - Исследование частотных характеристик)

Посмотреть архив целиком

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)





Факультет радиоэлектроники летательных аппаратов

Кафедра теоретической радиотехники





ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ





Лабораторная работа:

«Исследование частотных характеристик

колебательного контура»







Выполнили ст. гр. 04-215

Егоров Василий

Малкова Екатерина











Москва 2008

Цель работы. Анализ частотных характеристик колебательного контура общего вида, сопоставление экспериментальных результатов с предварительно рассчитанными параметрами, анализ влияния элементов колебательного контура на его частотные характеристики.


Краткие теоретические сведения

В линейных цепях, содержащих ёмкость С и индуктивность L, при определённом значении частоты воздействующего сигнала наблюдается эффект резонанса – резкое увеличение тока или напряжения в цепи. Такая частота называется резонансной частотой колебательного контура и определяется выражением:

Различают три типа колебательных контуров:

- последовательный колебательный контур;

- параллельный колебательный контур;

- колебательный контур общего вида.

При описании колебательного контура используют следующие параметры:

характеристическое (волновое) сопротивление ρ – модуль реактивного сопротивления индуктивности или ёмкости на резонансной частоте:

добротность колебательного контура Q – соотношение между реактивным и активным сопротивлением на резонансной частоте. Различают добротность последовательного и параллельного контуров:

При анализе высокодобротных колебательных контуров общего вида вблизи резонансной частоты для упрощения расчетов удобно все резисторы заменить одним эквивалентным сопротивлением, пересчитав все резисторы в последовательные сопротивления или в параллельные:

При анализе колебательного контура удобно пользоваться эквивалентными схемами цепи на разных частотах:. Рассмотрим процедуру нахождения эквивалентных схем линейных цепей подробнее.

Ёмкость и индуктивность на нулевой частоте и при устремлении частоты к бесконечности могут быть эквивалентно заменены либо проводом (короткое замыкание – «КЗ»), либо разрывом (холостой ход – «ХХ»). Благодаря этому ток или напряжение на любом элементе колебательного контура могут быть найдены анализом цепи по постоянному току. На резонансной частоте сопротивления ёмкости и индуктивности равны по величине и противоположны по знаку, что также упрощает процедуру анализа цепи.

Комплексной частотной характеристикой линейной цепи называется отношение комплексной амплитуды сигнала на выходе цепи (реакции) к комплексной амплитуде сигнала на входе цепи (входное воздействие) как функции частоты воздействующего гармонического сигнала:

при условии, что - гармонический сигнал амплиту­дой А, частотой f и начальной фазой ϕ0.

Модуль комплексной частотной характеристики называется амплитуд­но-частотной характеристикой (АЧХ) и обозначается:

Аргумент комплексной частотной характеристики называется фазо-частотной характеристикой (ФЧХ) и обозначается:

Примеры АЧХ и ФЧХ колебательного контура показаны на рис. 4. По графикам частотных характеристик колебательного контура можно оценить коэффициент передачи на резонансной частоте и добротность контура:

Вариант №19

Дано:

Параметры контура:

Найти:

Порядок выполнения работы

1. Нарисуйте эквивалентную схему высокодобротного колебательного контура вблизи резонансной частоты, заменив все резисторы одним эквивалентным сопротивлением:

2

где - резисторы, стоящие последовательно с реактивными элементами це­пи,

- резисторы, стоящие параллельно с реактивными элементами контура.

2. Рассчитайте элементы L, C,