Получение осциллограммы сигналов в последовательном контуре.

Для получения осциллограммы сигналов необходимо запустить процесс моделирования. Однако запуску процесса моделирования предшествует установка параметров схемы в соответствии с заданными исходными данными.

1. Установите курсор на генераторе напряжения и двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания параметров. С помощью клавиатуры введите действующее значение напряжение U_ВХ = 1 В.

2. Установите курсор на индуктивности и двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания его параметров. Установите значение индуктивности L= 0.5H.

3. Установите курсор на резисторе и двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания его параметров. Установите значение сопротивления резистора R = 1 Ком.

4. Установите курсор на конденсаторе и двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания его параметров. Установите значение емкости конденсатора C = 2 .

5. Последовательно откройте диалоговые окна для задания параметров амперметра, вольтметров и в окне mode выберите режим измерения переменного тока, установив в раскрывающемся списке АС. Сохраните файл в папке с вашей Фамилиейпод именем Zan_4_01.

6. Запустите процесс моделирования щелчком по выключателю в правом верхнем углу экрана. На вход цепи поступит синусоидальное напряжение от генератора. Остановите процесс моделирования не ранее чем через 1 сек (время моделирования отображается в нижней части окна) с помощью выключателя.

7. Дважды щелкните мышкой на значке осциллографа, а затем нажмите на кнопку EХPAND, чтобы увеличить масштаб изображения (если лицевая панель имеет уменьшенный размер).

8. Щелкая по кнопкам счетчика установки длительности развертки Time base, установите значение чувствительности 5.00 ms/Div.

9. Щелкая по кнопкам счетчика установки чувствительности Channel A и Channel Bустановите значение чувствительности 1 В/Div.

10. Измерьте на экране осциллографа амплитуды входного и выходного синусоидальных напряжений. Для этого установите красный (1) и синий (2) визиры, перемещая их при помощи мышки, в точках максимума входного и выходного напряжений и в индикаторных окошках под экраном снимите показания

VA1 - напряжение в точке пересечения красного визира 1 и осциллограммы канала А (красного) – левое индикаторное окошко,

VB2 - напряжение в точке пересечения синего визира 2 и осциллограммы канала B (синего) - правое индикаторное окошко.

11. По результатам измерений определите экспериментальную величину коэффициента усиления как отношение амплитуды выходного напряжения к входному. Занесите результаты измерений в Отчет.

12. Измерьте на экране осциллографа разность фаз между синусоидами. Для этого установите красный (1) и синий (2) визиры, так как показано на рис. 3.

i. Рис. 3.

b. снимите показания Т2 – Т1 =

c. определите разность фаз в град по формуле

,

где =0,01 с

13. Занесите результаты измерений в Отчет.

Получение амплитудно – частотной характеристики

1. Закройте изображение осциллографа и откройте изображение Боде – Плоттера, щелкнув два раза мышкой по его пиктограмме. Переведите Боде – Плоттер в режим построения АЧХ, кнопка Magnitude должна быть утоплена.

2. Установите диапазон изменения частоты - МНz с помощью кнопок счетчика в окошке F. Схематично изобразите АЧХ в отчете.

3. При помощи стрелок на панели Боде – Плоттера

перемещайте визирную линию на экране и наблюдайте в соседних окнах величину коэффициента усиления по напряжению K_U в зависимости от частоты сигнала.

4. Установите диапазон изменения частоты - kНz с помощью кнопок счетчика в окошке F. Установите визирную линию на частоте, максимально близкой к 60 Гц. Снимите показания модуля АЧХ K(w), выраженного в децибелах W(w)=20lgK(w). Занесите результаты измерений в Отчет.

Получение фазо – частотной характеристики

5. Переведите Боде – Плоттер в режим построения ФЧХ, нажав кнопку Phase. Установите границу изменения фазы по вертикали: от – 90˚ (окошко I) до + 90˚ (окошко F), переустановите диапазон изменения частоты - МНz с помощью кнопок счетчика в окошке F. Посмотрите ФЧХ на экране Боде – Плоттера. Снимите показания на частоте равной 60 Гц. При помощи стрелок на панели Боде – Плоттера перемещайте визирную линию на экране и наблюдайте в соседних окнах величину сдвига фазы между входным и выходным напряжениями в зависимости от частоты сигнала. Схематично изобразите ФЧХ в отчете.

Определение экспериментальным путем резонансной частоты f_Р

6. Определите значение резонансной частоты f_Р (сдвиг фаз равен нулю). Вследствие дискретности съема показаний, визирную линию можно установить на ФЧХ только вблизи резонансной частоты, поэтому значение f_Р определите как среднеарифметическое двух ближайших значений. Закройте окно Боде – Плоттера.

7. Откройте диалоговое окно генератора напряжения для задания параметров. С помощью клавиатуры введите значение резонансной частоты f_{Р .} Запустите процесс моделирования. Остановите процесс моделирования не ранее, чем через 1 сек

8. Снимите показания: падение напряжения на элементах цепи, ток в цепи. Занесите результаты измерений в Отчет.

9. Вычислите по формуле (1) добротность Q контура. Занесите результаты расчета в Отчет.

10. Дважды щелкните мышкой на значке осциллографа, используя полосу прокрутки, установите начало осциллограммы. Щелкая по кнопкам счетчика установки длительности развертки Time base, установите значение чувствительности 1.00 ms/Div.

При подаче входного сигнала резонансный процесс в LC -контуре нарастает по экспоненциальному закону с постоянной времени

Т = 1/2Df = Q/f_Р, (2)

прямо пропорциональной добротности Q контура.

11. Вычислите по формуле (2) постоянную времени Т. Занесите результаты расчета в Отчет.

Покажите преподавателю полученную осциллограмму сигналов в последовательном контуре на частоте резонанса.