3. Расчетная часть

3.1. Для простого параллельного колебательного контура без нагрузки рассчитайте:

• характеристическое сопротивление ρ ,

• добротность Q,

• резонансное сопротивление R_oe,

• полосу пропускания 2△f.

3.2. Определите Q, R_oe, 2△f для случаев, когда контур зашунтирован:

• сопротивлением источника тока R_i (рис. 6.4),

• одновременно сопротивлением источника тока R_I, и шунтом R_ш.

Данные для расчетов (резонансная частота f_р, индуктивности L₁, L₁', L₁", сопротивление потерь R_L и величины сопротивлений R_i, R_ш) находятся в таблице в лаборатории.

R_i

Su_вх

u_вх

L₁'_­­­

R_L

L₁

C₁

R_ш

L₁'_­­­'_­­­

Рис. 6.4. Эквивалентная схема измерительной установки

3.3. Рассчитайте зависимость модуля входного сопротивления простого параллельного колебательного контура Z(f) от частоты внешнего воздействия f - АЧХ. Построите нормированную АЧХ

где Z(f_p) - значение модуля входного сопротивления контура на резонансной частоте.

Расчет и построение АЧХ проведите в интервале частот от f_min до f_max для трех случаев:

контур без шунтов (R_i и R_ш)

контур шунтируется сопротивлением R_i,

контур шунтируется сопротивлениями R_i и R_ш.

Частоты f_min и f_max находятся из условия

Все три графика АЧХ постройте на одном рисунке.

3.4. Повторите пп. 2.1 - 2.3 для сложного контура с двумя индуктивностями L₁' и L₁" (рис 5.1). При расчете коэффициента включения р учтите, что L₁' и L₁" являются частями одной катушки и поэтому между ними существует взаимная индуктивность М. Таким образом,

Расчет и построение АЧХ сложного контура проведите для частот вблизи частоты параллельного резонанса f_р. Диапазон частот выбирается аналогично п. 3.3.

3.5. Изучите методики измерения АЧХ и порядок выполнения работы.

3.6. Ответьте на контрольные вопросы п. 6.

4. Методика измерения ачх

4.1. В лабораторном стенде колебательный контур является нагрузкой резонансного усилителя. Если в цели действуют только гармонические токи и напряжения, то усилительный элемент можно представить как источник тока, управляемый напряжением (рис. 6.4), действующее значение тока которого равно

где U_вх – действующее значение входного напряжения усилителя,

S - крутизна вольтамперной характеристики усилительного элемента.

Внутреннее сопротивление источника R_i равно выходному сопротивлению усилительного элемента.

Пользуясь эквивалентной схемой (рис. 6.4), действующее значение напряжения на контуре можно записать следующим образом:

,

где Z_э представляет собой параллельное включение сопротивления источника R_i и входного сопротивления контура Z(f),

Если ,то

.

Отсюда

.

На резонансной частоте

Если амплитуда входного напряжения усилителя постоянна, то нормированное входное сопротивление контура определяется следующим образом:

4.2. Полученное соотношение определяет следующую методику измерения АЧХ

4.2.1. На вход резонансного усилителя необходимо подать гармоническое колебание от генератора (рис. 6.5).

4.2.2. Измерить напряжение на контуре на резонансной частоте f_p.

4.2.3. Измерить напряжение на контуре на частотах f_i, необходимое число раз в заданном диапазоне частот, при этом амплитуду входного сигнала необходимо поддерживать постоянной.

4.2.4. Провести расчет нормированной АЧХ.

Избирательные цепи

Su_вх

R_i

ГЕН

┴

ИП

┴

u_вх

L₁'_­­­

L₁

C₁

R_ш

R_L

L₁'_­­­'_­­­

Рис. 6.5. Схема установки для измерения АЧХ. ГЕН – генератор, ИП – измерительный прибор (вольтметр, осциллограф)