Исследование характеристик одиночных и связанных колебательных контуров

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.

Рисунок 2- Последовательный колебательный контур

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	посл		пар	посл	пар		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.

Лабораторная работа по дисциплине

''РТЦиС''

Цель работы : изучение частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) в системе двух связанных колебательных контуров.

Схемы установки:

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.

Расчетные формулы:

=1.01 мГн

где

f = 50 кГц

С=10 нФ;

Выполнение работы:

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.

A	0,3	0,5	0,75	1	2	3
UC3 норм	0,55	0,8	0,96	1	0,8	0,6
С2, нФ	344	204	118	100	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.

Рисунок 4 - АЧХ и ФЧХ при А=1

Рисунок 5 - АЧХ и ФЧХ при А=2

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)
2	3.66	50	2.601	47	55	8	2.51
1	4.57	50	3.23	48.5	51.7	3.2	1.5
0.3	2.51	50	1.78	48.8	50	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.