Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
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:
2011
Тип роботи:
Інструкція до лабораторної роботи
Предмет:
Сигнали і процеси
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.
24.01.2013 00:01-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора