Лабораторные работы № 1,2,3 по дисциплине: Теория электрических цепей. Вариант 7

Лабораторная работа No 1

«Исследование реактивных двухполюсников»

1. Цель работы: Исследование зависимости входного сопротивления реактивного двухполюсника от частоты.

2. Подготовка к выполнению работы

При подготовке к работе необходимо изучить теорию реактивных двухполюсников, методы их анализа и синтеза (см. раздел «Теория» параграфы 4.5 и 16.6).

3. Теоретическое исследование

3.1. Исследовать работу схемы реактивного двухполюсника, реализованного по 1-й форме Фостера (рисунок 1.1, а).
Задать E = 1 В, R0 = 10 кОм, L1 = L2 = 1 мГн, C1 = 63,536 нФ, С2 = 15,831 нФ, С = (100+Nx5) нФ,
где N- номер варианта (последняя цифра пароля).

Для варианта 7: С = (100+7x5)=135 нФ

Рисунок 1.1 – Схемы реактивных двухполюсников

3.2. Определить частоты резонансов напряжений и токов схемы 2-х полюсника (рис 1.1, а). Для определения резонансных частот необходимо рассчитать нули и полюсы выражения эквивалентного сопротивления схемы Zэкв.(jω).

Таблица 1.1 – Резонансные частоты 2-х полюсников

3.3. В диапазоне частот 0,1 мГц – 80 кГц на частотах резонансов и по одной частоте между резонансами рассчитать входное сопротивление Zвх(f) и записать в таблицу 1.2 его значения.

Таблица 1.2 – Частотная характеристика двухполюсника

3.4 Записать выражение Zэкв.(jω) через резонансные частоты
3.5 Рассчитать параметры элементов обратного двухполюсника (рисунок 1.1, б) по формулам:

〖L^/=C∙R_0^2 L〗_1^/=C_1∙R_0^2 〖 L〗_2^/=C_2∙R_0^2

C_1^/=L_1/(R_0^2 ) C_2^/=L_2/(R_0^2 )

3.6 Рассчитать входное сопротивление Zвх.(f) обратного двухполюсника (рисунок 1.1, б) и записать в таблицу, аналогичную таблице 1.2.
3.7 По результатам расчета построить в масштабе и с учетом знака реактивности графики зависимости входного сопротивления исходного и обратного реактивных двухполюсников от частоты и указать на них частоты резонансов напряжений и токов.

Лабораторная работа No 2

«ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНЫХ RC-ФИЛЬТРОВ»

1. Цель работы: исследование амплитудно-частотных характеристик фильтра нижних частот третьего порядка, реализованного на пассивных и активных RC-звеньях.

2. Подготовка к выполнению лабораторной работы

Изучить по учебной литературе теорию электрических фильтров и методику их синтеза (см. раздел «Теория», глава 17).

3. Теоретическое исследование

3.1. Осуществить синтез ARC-фильтра нижних частот в соответствии с исходными данными своего варианта (по последней цифре пароля) (табл. 2.1)

Таблица 2.1 – Исходные данные

Вариант 7
А, дБ = 0,2
Аmin, дБ = 21
f2, кГц = 15
f3, кГц = 42

– выполнить нормирование:

– из таблицы 2.2 выписать нормированные полюсы передаточной функции, считая, что порядок фильтра равен 3:

Таблица 2.2 – Нормированные полюсы передаточной функции

– для комплексно-сопряженной пары полюсов определить добротность Q и частоту полюса :

– сформировать нормированную передаточную функцию фильтра:

– осуществить денормирование, подставляя в выражение Н(S)

где – граничная частота полосы эффективного пропускания.
Итак, получена передаточная функция фильтра нижних частот в виде произведения двух сомножителей:

Реализовать полученную (рис. 2.3) в виде каскадного соединения звеньев 1-го и 2-го порядка, используя схемы, изображенные на рис. 2.1 и рис. 2.2, соответственно.

Рисунок 2.1 – Звено первого порядка

Рисунок 2.2 – Звено второго порядка (АRC2)

Рисунок 2.3 – Схема фильтра нижних частот третьего порядка

Для определения элементов звена 1-го порядка составить уравнение:

Для определения элементов звена 2-го порядка составить систему уравнений:

Задаться значением нФ и определить .

3.2. Рассчитать и построить частотные характеристики H(f) и A(f) каждого звена и всего фильтра. Результаты расчета занести в таблицу 2.3

Примечания:
При выборе частот для расчета включите частоты, соответствующие максимумам и минимумам ослабления в полосе пропускания фильтра Ωmax = 0.5, Ωmin = 0.866, рассчитанные по формулам:

и

Расчет ослабления производится по формуле
А(f)=20lg(1/H(f) )

Таблица 2.3 – Частотные характеристики фильтра

3.3. По результатам расчета построить графики H(f) и A(f) отдельно для каждого звена и для всего фильтра. На графиках показать полосу пропускания и полосу непропускания фильтра. Сделать вывод о том, удовлетворяют ли полученные характеристики заданным требованиям.

Лабораторная работа No 3

«Исследование пассивных амплитудных корректоров»

1. Цель работы: исследование частотной характеристики ослабления и структуры пассивного амплитудного корректора.

2. Подготовка к выполнению работы

При подготовке к работе изучить теорию амплитудных и фазовых корректоров, методы расчета параметров элементов и частотных характеристик (см. раздел «Теория», глава 18).

3. Теоретическое исследование

3.1 Задание 1

А) Если у вас последняя цифра пароля нечетная (1,3,5,7,9), то выполняете задание:
По заданной функции ослабления цепи построить требуемую функцию ослабления амплитудного корректора, если А0=18+N×0,2 дБ, где N – номер варианта

Таблица 3.1 – Ослабление цепи

3.2. Задание 2

А) Если у вас последняя цифра пароля нечетная (1,3,5,7,9), то выполняете задание:

Определить максимально возможное ослабление корректора Акmax Качественно построить график ослабления искажающей цепи. Рассчитать значения R2, C2, L2, если R = 200+ N×10 Ом, где N –номер варианта.

Рисунок 3.1 – Схема амплитудного корректора второго порядка

А) Если у вас последняя цифра пароля нечетная (1,3,5,7,9), то выполняете задание:

Рисунок 3.3 – Схема продольного плеча корректора

Построить схему амплитудного корректора и ожидаемую характеристику ослабления корректора, если
R1 = 500 Ом, L1 = 2 мГн, L3 = 4 мГн, С1 = 50 нФ, С3 = 100 нФ, С5 = 75нФ.

Рассчитать значения параметров элементов в поперечном плече корректора, если R= 200+ N×10 Ом, где N –номер варианта.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Теория электрических цепей
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка: Зачет
Дата оценки: 05.01.2023
Рецензия: Уважаемый ...............................................,

Дежина Елена Викторовна

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Теория электрических цепей
Вид работы: Лабораторная работа 2
Оценка: Зачет
Дата оценки: 06.01.2023
Рецензия: Уважаемый ...............................................,

Дежина Елена Викторовна

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Теория электрических цепей
Вид работы: Лабораторная работа 3
Оценка: Зачет
Дата оценки: 06.01.2023
Рецензия: Уважаемый ...............................................,

Дежина Елена Викторовна