Сдавалось в: << смотреть
Номер записи: 10564
Хочешь скидку? Узнай как получить
К этой записи 0 комментария (-ев)

Лабораторная работа 4.2 Исследование RC сглаживающего фильтра

Цена: 200.00руб.

Выберите нужный вариант - отобразится его стоимость - нажмите Купить:

Очистить

#СибГУТИ 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

Лабораторная работа 4.2 Исследование RC сглаживающего фильтра

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.

Будьте первым кто оставил отзыв;

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *