Рисунок 3 - Схема измерения для снятия АЧХ четырехполюсников
Включите режим “~ “ на генераторе. Нажмите кнопку « 3 » для подключения выходных клемм к генератору. Постепенно увеличивая выходное напряжение генератора вращением вправо регулятора, а также с помощью органов управления приборов добейтесь появления показаний частотомера , вольтметра и изображения сигнала на экране осциллографа. При этом выходное напряжение генератора не должно быть больше 1 В.
3.1.3 Установите регулятор частоты генератора в крайнее левое положение и включите множитель частоты «
». Нажмите на макете одну из кнопок «варианты» “ 1, 2, 4, 5 “ , при этом к выходным клеммам будет подключен один из фильтров. Проконтролируйте по осциллографу отсутствие искажений синусоидального сигнала на выходе фильтра. Если искажения присутствуют, необходимо уменьшить уровень сигнала с генератора. Установите частоту генератора ,равную 400 Гц и измерьте входное ( в положении переключателя вариантов “ 3 “ ) и выходное напряжения ( в положении переключателя вариантов , установленном в начале этого пункта). Занесите результаты в таблицу 5. Увеличив частоту на 200 Гц, повторите измерение, контролируя постоянство входного напряжения ( в процессе снятия характеристики уровень входного напряжения должен быть одним и тем же ). Проделав измерения на множителе частоты « », перейдите на множитель « », повторяя описанную процедуру, до частоты 15 кГц. В результате образуется ряд значений Uвых , которые представляют собой функцию Uвых(f) для данного устройства , то есть амплитудно-частотную характеристику этого устройства.Указание: В диапазоне частот от 400 Гц до 15 кГц выполните 15-20 измерений, измеряя наиболее часто точки там, где выходное напряжение резко изменяется. А чтобы выявить такие области частот предварительно не снимая показаний просмотрите весь указанный диапазон частот
Таблица 5 – Данные для расчета и построения АЧХ фильтра
Вариант № ….. , Uвх=….. В
f, Гц | 4400 | 6600 | 8800 | 1*103 | ... | 15*103 |
Uвых, В | ||||||
К, дБ |
Для построения графика АЧХ целесообразно применить логарифмический масштаб по оси ординат, рассчитав коэффициент передачи по формуле:
, дБ ( слагаемое +20 учитывает ослабление встроенного делителя ).3.1.4 Постройте график АЧХ для данного фильтра, аппроксимируя кривую по полученным точкам и отбрасывая результаты с явными выбросами.
3.2 Повторите измерения и постройте графики АЧХ для остальных фильтров, используя методику, описанную в п. 3.1. По виду АЧХ фильтров сделать выводы о назначении фильтра и порядке фильтра ( по крутизне спада или подъема характеристики ).
Указания к отчету
Отчет должен содержать:
· номер и наименование лабораторной работы;
· цель работы;
· схему установки для измерения АЧХ;
· заполненные таблицы 5 и графики АЧХ фильтров;
· выводы о назначении и характеристиках фильтров.
Контрольные вопросы
· Определение амплитудно-частотной характеристики.
· Структурная схема измерителя АЧХ.
· Источники погрешностей при измерении АЧХ.
· Определение четырехполюсника.
· Определение фильтра.
· Типы фильтров.
· Чем определяется порядок фильтра?
· Простейшая схема фильтра нижних частот.
· Простейшая схема фильтра верхних частот.
· Простейшая схема полосового фильтра.
· Какое напряжение измеряет вольтметр на входе и выходе 4-х полюсника?
· Назначение генератора.
· Назначение осциллографа.
Литература
1 Писаревский Э.А. Электрические измерения и приборы – М.: Энергия. 1970.
2 Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. - М.: Высшая школа. 1982.
3 Прянишников В.А. Интегрирующие цифровые вольтметры постоянного тока. – Л.: Энергия. 1976.
4 Измерения в электронике. Справочник/ Под редакцией В.А. Кузнецова. – М.: Энергоатомиздат. 1987.
5 Шалин В.М., Махин И.Е. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация». http://ets.ifmo.ru/shalin/
6 Антипин Б.М., Ленцман В.Л., Никитина С.В., Принцев Е.В., Седых Н.Б., Таланова В.Д., Харченко И.П. Метрология, стандартизация и управление качеством. Методические рекомендации к лабораторным работам. Министерство Российской Федерации по связи и информатизации. Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. 2007.