Экспериментальная установка. 3.1. Экспериментальный макет показан на рис

3.1. Экспериментальный макет показан на рис. 4. Величина связи между контурами регулируется изменением расстояния между катушками контуров.

Рис. 4:

L1, C1 — элементы первичного контура, L2, C2 — элементы вторичного контура, R1 = 39 Ом — эквивалентное сопротивление источника для первичного контура, R2 = 560 Ом.

На первичный контур подается напряжение с ГКЧ. На вход «Y1» индикаторного блока подается напряжение с первичного контура, на вход «Y2» — со вторичного контура.

3.2. Блок-схема установки приведена на рис. 5. Напряжение с ГКЧ подается на макет, с макета сигнал подается на индикаторный блок. Частотомер используется для измерения частоты отдельных точек АЧХ.

3.3. Измеритель амплитудно-частотных характеристик (ИАЧХ) Х1-36. При исследовании радиоэлектронных схем и физических объектов в теории и в эксперименте очень широко используют амплитудно-частотные и фазово-частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ). Если объект содержит несколько регулируемых параметров и их оптимальное соотношение очень хорошо просматривается и на АЧХ и на ФЧХ, то очевидна, во-первых, важность снятия этих характеристик, и, во-вторых, быстрота получения АЧХ и ФЧХ. Для автоматизации снятия частотных характеристик в современной науке и технике широко используются измерители АЧХ и измерители ФЧХ, которые воспроизводят эти характеристики целиком за время, гораздо меньшее, чем при ручном снятии их по точкам. ИАЧХ представляет комбинацию из генератора качающейся частоты (ГКЧ) и осциллографа (индикаторный блок).

Рис. 5:

БИ — блок индикаторный ИАЧХ Х1-36, ГКЧ — генератор качающейся частоты,

ЧЗ-32 — частотометр, М — макет.

ГКЧ — это генератор, частота которого периодически меняется в пределах заданной полосы по определенному закону (по линейному или логарифмическому). Если отклонение луча в осциллографе по оси «Х» происходит одновременно с изменением частоты ГКЧ и это отклонение однозначно с мгновенным значением частоты ГКЧ, то по оси «Х» осциллографа имеем, таким образом, шкалу частот, а при одинаковом характере зависимости частоты ГКЧ и отклонения по оси «Х» осциллографа от времени, кроме того, получается линейный масштаб частоты по оси «Х». На усилитель «Y» подается напряжение с выхода исследуемого объекта, на вход которого подают напряжение с ГКЧ. Таким образом, на экране осциллографа получается отклонение луча, пропорциональное коэффициенту передачи исследуемого объекта для каждого мгновенного значения частоты в пределах полосы качания, т. е. АЧХ в данном диапазоне частот.

Порядок выполнения работы

4.1. Снять амплитудно-частотную характеристику (АХЧ) одиночного контура.

4.2. Снять АЧХ двухконтурного фильтра.

4.3. Снять зависимости U₁(l) и U₂(l),

по ним рассчитать индуктивность и активное сопротивление контура.

Содержание отчета

1. Построить резонансные кривые одиночного и связанных контуров. На каждой из четырех кривых указать полосу пропускания.

2. Рассчитать величину оптимального коэффициента связи, используя значение Q одиночного контура. Рассчитать и построить зависимость коэффициента связи от расстояния l между контурами, используя зависимости U₁(l) и U₂(l), при резонансной частоте, где, согласно (3),

.

3. Построить зависимость мощностей, выделяемых в первичном и вторичном контурах, U₁²(K) и U₂²(K) от коэффициента связи K, используя зависимости K(l), U₁(l), U₂(l).

6. Контрольные вопросы

1. Что характеризует коэффициент связи и как он рассчитывается?

2. Чему равна ЭДС, наведенная из первого контура на второй? В чем заключается обратная реакция второго контура на первый?

3. Как связан ток в первичном и вторичном контурах с величиной коэффициента связи ? Чему равны токи при оптимальном коэффициенте связи?

4. Как производится настройка контуров в полный и сложный резонанс?

5. Каковы условия передачи максимальной мощности во второй контур? Каково значение оптимального коэффициента связи при сложном и полном резонансе?

6. Чем объясняется зависимость формы резонансной кривой связанных контуров от величины связи?

7. Каковы основные отличия резонансных кривых связанных контуров и одиночного контура? Указать область применимости системы связанных контуров.

Литература

1. Молчанов Л. П., Занадворов П. Н. Курс электротехники и радиотехники. М.: Наука, 1969.

2. Харкевич А. А. Основы радиотехники: Учебное пособие для вузов. М.: Связьиздат, 1962.

3. Мержанов А. К. Одиночные и связанные колебательные контура: Конспект лекций по курсу «Теоретические основы электротехники». М., 1973.

4. Апушкинский Г. П. Электрические и радиотехнические цепи: Учебное пособие для нерадиотехнических специальностей физико-математических факультетов университетов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1972.