Інструкція до лабораторної роботи № 5. Інструкція до лабораторної роботи з Сигнали і процеси. Робота № 518717

Інструкція до лабораторної роботи № 5

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Управління інформацією

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Інструкція до лабораторної роботи

Предмет:

Сигнали і процеси

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ДОСЛІДЖЕННЯ КОЛИВАЛЬНИХ КОНТУРІВ Інструкція до лабораторної роботи № 5 з навчальної дисципліни: “ Основи теорії кіл, сигнали та процеси в системах технічного захисту, частина 2”, “Основи теорії кіл, сигнали та процеси в комп’ютерних системах та мережах, частина 2”. для студентів базового напрямків 6.170102 “Системи технічного захисту інформації”, 6.170103 “Управління інформаційною безпекою”. Затверджено на засіданні кафедри (Захист інформації( Протокол № від 2011 р. Львів – 2011 Дослідження коливальних контурів: Інструкція до лабораторної роботи №5 з дисципліни: “ Основи теорії кіл, сигнали та процеси в системах технічного захисту, частина 2”, “ Основи теорії кіл, сигнали та процеси в комп’ютерних системах та мережах, частина 2” / Укл.: Максимович В.М., Собчук І.С. , ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2011. ( с. Укладач д.т.н., проф., Максимович В.М., к.ф.-м.н., доц .,Собчук І.С. Відповідальний за випуск Дудикевич В.Б., д.т. н., проф. Рецензенти: МЕТА РОБОТИ Ознайомитися з основними параметрами і характеристиками коливальних контурів і отримати їх амплітудно-частотні характеристики. ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП Частотно-вибіркові пристрої призначені для виділення, підсилення або генерації сигналів на визначених робочих частотах. Резонансний режим – це такий режим роботи кола, що містить хоча би одну індуктивність і хоча би одну ємність, під час якого вхідний опір є чисто активним. Розрізняють два основних резонансних режими: резонанс наруг; резонанс струмів. Резонанс напруг – це такий режим роботи кола, що містить послідовно поєднані ємності й індуктивності, під час якого вхідний реактивний опір дорівнює нулю, а струм на вході співпадає за фазою зі вхідною напругою. Резонанс наруг відбувається в так званому послідовному коливальному контурі – рис.4.а). У такому контурі індуктивний опір компенсується ємнісним: , а сумарна реактивна потужність . Домогтися резонансу можна змінюючи частоту, ємність, індуктивність. Вводимо наступні поняття: 1) резонансна частота - частота під час резонансу , яка знаходиться з умови ; (1) 2) хвильовий (характеристичний) опір - це ємнісний або індуктивний опір під час резонансу, тобто ; (2) 3) добротність контуру - це відношення напруги на ємності чи напруги на індуктивності до вхідної напруги; показує в скільки разів напруга на ємності чи напруга на індуктивності більше напруги на вході під час резонансу: . (3) Резонанс струмів - такий режим роботи кола, що містить паралельне з’єднанні ємності й індуктивності рис.1.б), за якого вхідна реактивна провідність дорівнює нулю, а струм співпадає за фазою з напругою на вході кола. Під час резонансу струмів струми в паралельних вітках можуть бути значно більшими, ніж в загальній вітці, індуктивна реактивна провідність компенсується ємнісною, реактивна потужність дорівнює нулю: Отримати резонанс струмів можна змінюючи частоту, ємність, індуктивність. Частотні характеристики(АЧХ) коливального контуру – це залежності різних параметрів контуру від частоти . Фазочастотна характеристика(ФЧХ) – це залежність кута зсуву фаз від частоти. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ Розрахувати значення елементів схеми рис. 1а) та 1б) відповідно до номера варіанту і табл..1 використовуючи формули 1. Синтезувати схему послідовного коливального контура рис.1.а), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Micro-Cap8(MC8). Використати джерело напруги V1, яке генерує сигнал з амплітудою 1В і частотою =1МГц. Зняти амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики послідовного коливального контура . З АЧХ визначити резонансну частоту і порівняти з даними табл..1. Розрахувати хвильовий опір та добротність контура (2) і (3). Дослідити вплив L і C на АЧХ та ФЧХ, зробити висновки. Синтезувати схему паралельного коливального контура рис.1.б), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Micro-Cap8(MC8). Використати джерело напруги V1, яке генерує сигнал з амплітудою 1В і частотою резонансу =1МГц. З АЧХ визначити резонансну частоту і порівняти з даними табл..1. Розрахувати хвильовий опір та добротність контура (2) і (3). Дослідити вплив L і C на АЧХ та ФЧХ, зробити висновки. Синтезувати схеми індуктивно-зв’язаних ланцюгів рис.2.а) та 2.б), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Micro-Cap8(MC8). Використати джерело напруги V1, яке генерує сигнал з амплітудою 1В і частотою =1МГц і коефіцієнтом зв’язку К=0.5. Зняти амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики послідовного коливального контура . З АЧХ визначити резонансну частоту. Дослідити вплив коефіцієнта зв’язку К на АЧХ та ФЧХ, зробити висновки. а) б) Рис.1. Частотно-вибіркові пристрої:а) послідовний коливальний контур, б) паралельний коливальний контур. а) б) Рис.2. Індуктивно-зв’язані контури. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ Вибраємо джерело живлення – зайти в Компоненты і вибрати Analog Primitives. Після того як відкриється вікно можна вибрати джерела живлення різного призначення, наприклад Waveforom Sources/Sine Source. Вибране джерело напруги V1розміщаємо на полі і включаємо в схему. Система Micro-Cap8 пропонує вибрати параметри джерела рис.3, наприклад задаємо напругу 1В і частоту . Рис.3. Вибір параметрів джерела напруги. Вид аналізу характеристик схеми вказується в меню Анализ: Якщо в меню команд вибрати Анализ/Частотные характеристики то отримаємо АЧХ та ФЧХ досліджуваної схеми. Після вибору Частотные характеристики відкривається вікно(рис.4) у якому задаються параметри моделювання характеристик. Рис. 4. Вікно Розрахунок частотних характеристик. Діапазон частот – верхня 106 Гц і нижня 1 Гц межі, температура 27○ . По осі Х задаємо частоту, по осі Y I(R1) – струм на резисторі R1 в децибелах (рис.1а) та фазу струму на R1, максимальні та мінімальні значення – Auto. Після натискання клавіші Запуск на екрані отримаємо осцилограми АЧХ та ФЧХ досліджуваної схеми. Мінімальні та максимальні значення величин по осях X таY(XRange та YRange) при першому запуску рекомендується встановити Auto, оскільки нам невідомо верхня межа значень напруги у заданих вузлах. Програма Micro-Cap8 дозволяє моделювати зміну параметрів вибраного елемента та досліджувати вплив цих змін на АЧХ та ФЧХ. Для цього в вікні Расчет частотных характеристик (рис.4) вибираємо По шагам і отримаємо доступ до параметрів елементів, які будуть змінюватись. Після активації вікна рис.5 можемо вибрати елемент, наприклад С1, а також задати межі зміни параметра – від 5мкФ(5е-06) до 50мкФ(5е-05) з кроком 5мкФ(5е-06). Після активації прапорців(опцій) натискаємо ОК і переходимо до моделювання характеристик схеми. Рис.5. Вибір зміни параметрів елементів схеми. Для того щоб отримати осцилограми необхідно в меню команд вибрати АС і натиснути Запуск або клавішу F2. Для синтезу схеми 2а) та 2б) необхідно встановити зв’язки між індуктивностями та для цього вибираємо опцію див. рис.6. Рис.6. Вибір індуктивно-зв’язаної ланки. Де параметри К вибирає такими: Символ індуктивного зв’язку розміщаємо в довільному місці схеми див.рис.2а) або 2б). Табл.1. Варіанти значень елементів схем рис.1а), 1б). № ,кГц , мГн , пФ , Ом 1 1 - 1 2 1.2 - 1 3 1.4 - 1 4 1.6 - 1 5 1.8 1 - 1 6 2 2 - 1 7 400 1 - 50 8 420 - 100 50 9 440 - 200 50 10 460 - 300 50 11 480 - 400 50 12 500 1.2 - 50 13 520 1.4 - 50 14 540 1.6 - 50 15 560 1.8 - 50 Контрольні запитання та завдання Що є основою частотно-вибіркових пристроїв? Який режим називають резонансним? Резонанс напруг-це? Як знайти резонансну частоту? Що таке добротність контура? РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА Разевиг В.Г. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap 6.- М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 344 с., ил. Кардашов Г.А. Виртуальная електроника. Компьютерное моделирование аналогових устройств.- М.: Горячая линия – Телеком, 2006. – 260 с., ил. Бойко В.И. и др.. Схемотехника электронных систем. Аналоговые ы импульсные устройства.- СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-496 с., ил. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Електроніка і мікросхемотехніка: Підручник / За ред. А.Г. Соскова - К.: Каравела, 2006. - 384 с. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум: Навч. посіб. / За ред. А.Г. Соскова. 2-е вид. - К.: Каравела, 2004. - 432 с.

Інструкція до лабораторної роботи Сигнали і процеси

sergiwez

24.01.2013 00:32

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись