Министерство образования Российской Федерации
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Кафедра '' Радиосистем ''
Исследование характеристик одиночных колебательных контуров.
Лабораторная работа по дисциплине
'' Радиотехнические цепи и сигналы''
Цель работы: изучение частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) и параметров последовательного и параллельного колебательных контуров.
Схемы установки:
Рисунок 1- Параллельный колебательный контур
Параметры параллельного контура:
R1=1 кОм;
С1=10 nF;
f0=50 кГц.
Параметры последовательного колебательного контура:
R1=10 Ом;
C1=10 nF;
fo=50 кГц
Расчетные формулы:
=0,101 Гн
где
f = 50 кГц
С=10 нФ;
Выполнение работы:
1) Сняли АЧХ и ФЧХ обоих контуров при четырёх значениях Rdob:
a) Rdob=1 кOм;
b) Rdob=100 Ом;
c) Rdob=10 Ом;
d) Rdob= ¥ (для параллельного контура);
e) Rdob=0 (для последовательного контура).
Смотри рисунки 3-10.
Рисунок 3 АЧХ, ФЧХ последовательного колебательного контура при Rдоп=1кОм
Рисунок 4 АЧХ,ФЧХ последовательного колебательного контура при Rдоп=100 Ом
Рисунок 5 АЧХ,ФЧХ последовательного колебательного контура при Rдоп=10 Ом
Рисунок 6 АЧХ,ФЧХ последовательного колебательного контура при Rдоп= ¥
Рисунок 7 АЧХ,ФЧХ параллельного колебательного контура при Rдоп= 1кОм
Рисунок 8 АЧХ,ФЧХ параллельного колебательного контура при Rдоп= 100 Ом
Рисунок 9 АЧХ,ФЧХ параллельного колебательного контура при Rдоп= 10 Ом
Рисунок 10 АЧХ,ФЧХ параллельного колебательного контура при Rдоп= 0 Ом
2) Рассчитали по полученным данным параметры контуров: ∆f0,707, Q, ρ, Rэо, τк. Результаты смиотри в таблице 1
Таблица1 Результаты измерений и расчетов
R доб,Ом
∆f0,707б,кГц
Q
ρ,Ом
Rэо,Ом
τk,mkC
Пар
посл
пар
1000
31,9
1050
0,784
0,024
1252
0,238
1567
31,348
0,952
100
175
43
0,143
0,581
535
5,814
286
5,714
23,256
10
1610
8
0,016
3,125
176
31,25
31
0,621
125
0
------
5,5
--------
4,545
-------
45,46
181,82
¥
16
-----
1,563
1768
3125
62,50
Вывод: Таким образом, мы изучили и сняли частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) и параметры последовательного и параллельного колебательных контуров. Из полученных данных следует, что ширина полосы пропускания последовательного колебательного контура растет с увеличением добавочного сопротивления, а ширина полосы пропускания параллельного колебательного контура уменьшается с увеличением добавочного сопротивления. Можно заметить, что добротность последовательного колебательного контура стремиться к максимальному значению при уменьшении нагрузочного сопротивления, а для параллельного колебательного контура наблюдается обратная зависимость.
Исследование характеристик системы двух связанных колебательных контуров.
''РТЦиС''
Цель работы : изучение частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) в системе двух связанных колебательных контуров.
Рис.1. Система двух связанных колебательных контуров
Параметры контура:
R1=100 Ом;
R2=10 Ом:
C1= С3=10 nF;
С2=400 nF: - элемент связи между контурами
fo=50 кГц.
=1.01 мГн
1. Собрали схему изображенную на рисунке 1.
2. Отградуировали шкалу изменения величины связи С2 в значениях фактора связи А.
3. Построили градуировочную таблицу зависимости А=f(C2).
Таблица 1 - Зависимость фактора связи А от емкости связи С2.
0,3
0,5
0,75
1
2
3
UC3 норм
0,55
0,8
0,96
0,6
С2, нФ
344
204
118
46
12
Где:
Найденное значение С2 при А=1 занесли в таблицу, при этом максимальное значение АЧХ приняли равным за 1. Построили градуировочный график А=f (C2) (Рис.2).
Рисунок 2 - Градуировочный график зависимости А от С2
4. Исследовали АЧХ, ФЧХ и полосу пропускания системы связанных контуров в зависимости от фактора связи А (А=0,3; 1; 2).
Рисунок.3 - АЧХ и ФЧХ при А=0,3.
По графикам определили полосу пропускания и h(A) - отношение полосы пропускания системы к полосе пропускания одиночного контура, результаты занесли в таблицу 2.
Таблица 2 - Результаты измерений и расчетов
А
UC3 max, dB
f0, кГц
0,707UC3 max , dB
fн, кГц
fв, кГц
П, кГц
h(A)
3.66
50
2.601
47
55
2.51
4.57
3.23
48.5
51.7
3.2
1.5
0.3
1.78
48.8
1.2
0.7
Рассчитали и построили график зависимости h(A) - отношение полосы пропускания системы к полосе пропускания одиночного контура.(Рисунок 6), где
Нанесли на графике точки, полученные экспериментально(таблица 2).
Рисунок 6 - Зависимость h(A).
Вывод: При факторе связи А меньшем 1 АЧХ имеет одногорбый характер, а при А большем 1 наблюдается появление двугорбости АЧХ. Таким образом, системой связанных контуров можно обеспечить полосу пропускания более широкую чем одиночным контуром. При А=2,41 полоса пропускания становится предельной, т.е. провал двугорбой частотной характеристики становится меньше уровня 0.707.