Содержание
Другие лабораторные по этому курсу Вы можете найти по ссылке >>>>>
Схема модели приведена на рисунке 4.10. Она позволяет исследовать процессы в активно-емкостном (RC) сглаживающем фильтре в установившемся и переходных режимах. Для измерения электрических величин используются двухлучевой осциллограф и ампер и вольтметры. Изменение режимов работы обеспечивается ключами К1, К2, K3.
Вариант 01
Номер бригады | 1 |
U01, В | 12 |
U1, В | 1 |
Вариант 06
С помощью ключа К1 подключается генератор пульсаций входного напряжения U1, с помощью ключа К2 включается генератор прямоугольного напряжения UР во входную цепь (цепь питания), обеспечивая тем самым импульсное воздействие со стороны входа, а с помощью ключа К3 – импульсное воздействие со стороны нагрузки.
Ключ К1 управляется клавишей «1»
Ключ К2 – клавишей «2»
Ключ К3 – клавишей «3».
Рисунок 4.10 – Модель RC– фильтра (Файл RC – фильтр)
Нагрузочный реостат управляется клавишей «R» на 10 % при каждом нажатии (для движения в другую сторону используют комбинацию Shift +R). Вольтметр U02 позволяет измерять постоянную составляющую выходного напряжения, вольтметр Um2 измеряет действующее значение напряжения пульсаций. Поэтому, при расчете коэффициента пульсаций необходимо
учесть множитель .Переменную составляющую (амплитуду) можно измерять и посредством осциллографа (cм. рисунок 4.11).
Рисунок 4.11– Измерение уровней пульсаций напряжения
Для этого установите удобную развертку: 2 Ms/div; Y/T; Auto; 1…5 V/div (в обоих каналах); начальное смещение уровня сигнала Yposition равное 0,00.
Входы осциллографа должны быть закрыты (AC). Амплитудное значение входного напряжения Um1 соответствует 1 – ой визирной линии (показания в левом окне VA1, рисунок 4.11), амплитудное значение напряжения на выходе — Um2 измеряется второй визирной линией (VB2).
Измерителем АЧХ и ФЧХ проводится измерение АЧХ (MAGNITUDE) и ФЧХ (PHASE) RC сглаживающего фильтра при логарифмической и линейной шкалах.
Исследование RC — фильтра в установившемся режиме
1 Установите ключ К1 в нижнее положение (клавишей 1);
К2 – в верхнее положение (клавишей 2);
К3 – в левое положение (замкнут, клавишей 3);
реостат нагрузки RН – 50 % (клавишей «R», для
движения в другую сторону – Shift +R).
2 В соответствии со своим вариантом (номером бригады) выпишите исходные данные из таблицы 4.4.
Таблица 4.4 – Исходные данные для RC – фильтра
Номер бригады | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
U01, В | 12 | 18 | 24 | 36 | 48 | 12 | 18 | 24 | 36 | 48 |
U1, В | 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 2 | 3 | 5 | 7 | 9 |
Откройте окно (рисунок 4.12) источника постоянного тока ( ) и установите заданный уровень напряжения U01.
Рисунок 4.12 – Окно источника постоянного тока
Закройте окно. Далее откройте окно (рисунок 4.13) источника переменного тока () и установите уровень переменной составляющей U1.
Рисунок 4.13 – Окно источника переменного тока
3 Включите схему клавишей в правом верхнем углу экрана. Запишите показания вольтметра U02 и амперметра I0.
Двойным щелчком по значку «осциллограф» включите его. Установите удобную развертку: 0,02 S/div; Y/T; Auto; 1…50 V/div (в обоих каналах) и начальное смещение уровня сигнала Yposition равное 0,00. После заполнения экрана нажмите клавишу pause или выключите схему. Измерьте уровень пульсаций напряжения на выходе сглаживающего фильтра (Um2) любым методом, изложенным выше и найдите коэффициент сглаживания
Сравните его с теоретическим значением при:
RН = 10 Ом R1= 2 Ом C = 2000 мкФ
или
,
где — частота пульсаций
на входе (100Гц).
Сравните между собой SЭКСП и SТЕОР.
4 Снимите и постройте в масштабе зависимости SЭКСП, U02 и КПД фильтра от тока нагрузки (I0). Для этого с помощью клавиши «R» изменяйте сопротивление нагрузки и заполните таблицу 4.5.
Таблица 4.5 – Снятие зависимостей SЭКСП, U02 и КПД
RН (Ом) | 100% | 60 | 40 | 30 | 20 | 10 |
I0 , А | х | х | х | х | х | х |
U02, В | х | х | х | х | х | х |
Um2,В | х | х | х | х | х | х |
KПвых | р | а | с | ч | ё | т |
SЭКСП | р | а | с | ч | ё | т |
р | а | с | ч | ё | т |
Исследование RC – фильтра в переходных режимах.
1 Изучение переходных процессов в фильтре при воздействии со стороны сети.
Реостат RH установите в положение 50 %;
ключ К1 – в верхнее положение;
ключ К2 – в нижнее положение;
ключ К3 – в левое положение (замкнут);
входы осциллографа – открытые (опция DC).
Включите схему и после заполнения экрана осциллографа выключите ее, установите желаемую чувствительность в обоих каналах (кнопки V/div в зависимости от уровней напряжений), при необходимости задайте смещение по каналам . Зарисуйте форму переходного процесса на выходе фильтра при RН = 50 % и 10 %.
2 Изучение переходных процессов при воздействии со стороны нагрузки.
Реостат RH установите в положение 50 %;
ключ К1 – в верхнее положение;
ключ К2 – в верхнее положение ;
ключ К3 – в правое положение (разомкнут).
Включите схему и зарисуйте форму переходного процесса на выходе фильтра при RH = 50 % и 10 %. Выключите схему. Укажите интервалы «сброса» и «наброса» нагрузки, которые определяется по осциллографу (канал B). Измерьте длительности переходных процессов (рисунок 4.14) на обоих интервалах. Длительность переходного процесса равна T2–T1. Объясните полученные кривые.
Рисунок 4.14 – Измерение длительности переходного процесса
3 Выделите конденсатор С двойным щелчком в момент значка «рука». Выберите опцию «value» и установите в окне номинал 1000 мкФ. Выход из этого окна осуществляется нажатием кнопки «ОК».
4 Повторите п.п. 1 и 2.
5 Восстановите значение C = 2000 мкФ.
Измерение АЧХ и ФЧХ.
1 Установите ключ К1 – в нижнее положение; ключ К2 – в верхнее положение; К3 – в левое положение (замкнут); реостат нагрузки RН – 50 %. Двойным щелчком откройте измеритель АЧХ. Установите линейные масштабы и пределы, близкие к таким: по вертикали F=1, I=0; по горизонтали F = 1 кГц, I = 0,1 Гц (следует использовать “прокрутку” ). Включите и выключите схему. Зарисуйте форму АЧХ. Найдите полосу пропускания на уровне 0,707.
2 В измерителе АЧХ установите логарифмические масштабы: по вертикали F = 0, I = – 40 dB; по горизонтали F = 100 кГц, I = 0,1 Гц. Включите и выключите схему. Зарисуйте форму АЧХ. С помощью визирной линии определите частоту, на уровне затухания –3 dB (что соответствует уровню 0,707). Найдите крутизну спада (dB/дек). Для этого установите визирную линию на границу полосы пропускания и запишите частоту F1 и затухание A1. Передвигайте визирную линию вправо до частоты 10F1 (декада). Запишите частоту F2 и затухание А2. Получаем крутизну спада G = (A2 – A1) dB/дек. Сравните её с теоретической.
3 В измерителе ФЧХ установите линейный масштаб по вертикали (F=0, I= – 90°) и логарифмический по частоте. Зарисуйте ФЧХ в масштабе.
4.4.2.1 Результаты работы
Подготовьте отчёт по лабораторной работе.
4.4.2.2 Контрольные вопросы
1 Объясните график зависимости коэффициента сглаживания от изменения тока нагрузки.
- От каких параметров RС – фильтра зависит коэффициент сглаживания ?
Как проанализировать переходные процессы в RС сглаживающем фильтре?
Какое влияние оказывает RС сглаживающий фильтр на выпрямитель, стоящий до него?
Отзывы
Отзывов пока нет.