МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА Кафедра БІТ
З В І Т до лабораторної роботи №1 з курсу : «Сигнали та спектри в інформаційно-комунікаційних системах» на тему: «ДОСЛІДЖЕННЯ КОЛИВАЛЬНИХ КОНТУРІВ» Варіант 11 Мета роботи Ознайомитися з основними параметрами і характеристиками коливальних контурів і отримати їх амплітудно-частотні характеристики. Теоретичні відомості Частотно-вибіркові пристрої – 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 напруг; 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 Розрахував значення елементів схеми рис. 1а) та 1б) відповідно до номера свого варіанту ( f0=1,2 кГц; L1=0.247 Гн; С1=20 нФ; R1= 1 Ом). Синтезував схему послідовного коливального контура рис.1.а), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Місго-Сар8(МС8). Використав джерело напруги VI, яке генерує сигнал з амплітудою 1В і частотою f0. Зняв амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики послідовного коливального контура. З АЧХ визначив резонансну частоту і порівняв з даними табл..1. Розрахував хвильовий опір та добротність контура (2) і (3). Дослідив вплив L і С на АЧХ та ФЧХ, зробити висновки. Синтезував схему паралельного коливального контура рис. 1.б), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Місго-Сар8(МС8). Використав джерело напруги VI, яке генерує сигнал з амплітудою 1В і частотою резонансу f0 . З АЧХ визначив резонансну частоту і порівняти з даними табл..1. Розрахував хвильовий опір та добротність контура (2) і (3). Дослідив вплив L і С на АЧХ та ФЧХ, зробив висновки. Синтезував схеми індуктивно-зв'язаних ланцюгів рис.2.а) та 2.6), за допомогою системи схемотехнічного моделювання Місго-Сар8(МС8). Використав джерело напруги VI, яке генерує сигнал з амплітудою 1В і частотою f0=1МГц і коефіцієнтом зв'язку К=0.5. Зняв амплітудно- частотні та фазо-частотні характеристики послідовного коливального контура. З АЧХ визначив резонансну частоту. Дослідив вплив коефіцієнта зв'язку К на АЧХ та ФЧХ, зробив висновки. Виконання роботи Схема: / / Рис.1.Амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики послідовного коливального контура / Рис.2.Вплив L і C на АЧХ та ФЧХ. Резонансна частота:
≈ 10053 Гц Хвильовий (характеристичний) опір:
= 2485 Ом Добротність контуру:
≈ 2485 Схема: / / Рис.3.Амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики паралельного коливального контура / Рис.4.Вплив L і C на АЧХ та ФЧХ. Резонансна частота:
≈ 10053 Гц Хвильовий (характеристичний) опір:
= 2485 Ом Добротність контуру:
≈ 2485 Схема: / / Рис.5.Амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики індуктивно-зв’язаного контура /Рис.6.Вплив коефіцієнта K на АЧХ та ФЧХ. Резонансна частота:
≈ 6283,2 Гц Схема: / / Рис.7.Амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики індуктивно-зв’язаного контура. / Рис.8.Вплив коефіцієнта K на АЧХ та ФЧХ. Резонансна частота:
≈ 6283,2 Гц Висновок Під час цієї лабораторної роботи я ознайомився основними параметрами і характеристиками коливальних контурів і отримав їх амплітудно-частотні характеристики. Обчислив добротність контуру і хвильовий опір для заданих схем, визначив резонансні частоти для кожної схеми. При дослідженні послідовного та паралельного коливальних контурів на АЧХ та ФЧХ можна спостерігати явище резонансу напруги(в послідовному контурі) та струму(в паралельному).