Материал: Laboratorny_praktikum_po_TOE_2017_zerkalny

полюсников. Убедитесь, что в эквивалентной схеме четырехполюсника ЧП1 сопротивление Z3 0 .

81

Вопросы: 1. Выполняются ли условия обратимости (13.3) и симметрии (13.3), (13.4) для четырехполюсника ЧП1? 2. Чем различаются z-параметры ЧП1 и ЧП2?

13.2.2. Определение z-параметров последовательно соединенных четырехполюсников

Соберите схему (см. рис. 13.3, а) последовательного соединения двух четырехполюсников ЧП1 и ЧП2. Проверьте, является ли их соединение регулярным. В случае регулярного соединения определите z-параметры сложного четырехполюсника по методике, описанной в 13.2.1. Результаты измерений и расчетов занесите в таблицу, аналогичную табл. 13.1. Сравните параметры сложного четырехполюсника с соответствующими z-параметрами четырехполюсников ЧП1 и ЧП2.

Вопросы: 3. Выполняются ли условия обратимости и симметрии для сложного четырехполюсника? 4. Почему, исходя из схем четырехполюсников ЧП1 и ЧП2, показанных на рис. 13.5, а и 13.5, б, следует, что их последовательное соединение является регулярным, а сложный четырехполюсник (см. рис. 13.3, а), составленный из них, симметричен?

13.2.3. Определение a-параметров четырехполюсников

Для определения a-параметров четырехполюсника ЧП1 используйте схемы, изображенные на рис. 13.4, а и в. Напряжение и частоту ГС установите такими, как в 13.2.1. Измерьте напряжения и токи, указанные в табл. 13.2. Данные для заполнения первой строки табл. 13.2 можно использовать из 13.2.1 (первая строка табл. 13.1). Вычислите a-параметры ЧП1, а затем ЧП2; запишите их в матричной форме.

Таблица 13.2

Используя z-параметры четырехполюсника ЧП1, найдите его a- параметры также и по формуле (13.2). Сравните их с данными эксперимента.

Вопрос: 5. Выполняются ли условия обратимости (13.3) и симметрии (13.3), (13.4) для вычисленных a-параметров обоих четырехполюсников?

82

13.2.4. Определение a-параметров каскадно соединенных четырехполюсников

Соберите согласно рис. 13.3, в схему каскадного соединения четырехполюсников ЧП1 и ЧП2. По методике, описанной в 13.2.3, определите a- параметры результирующего четырехполюсника ЧП.

Вопросы: 6. Выполняются ли условия обратимости и симметрии для результирующего четырехполюсника? 7. Выполняется ли соотношение (13.9)?

13.2.5. Определение передаточных функций и входного сопротивления согласованно-нагруженного симметричного четырехполюсника

Исследуйте режим согласованной нагрузки симметричного четырехполюсника ЧП, составленного из каскадно соединенных четырехполюсников ЧП1 и ЧП2. Определите предварительно по формулам (13.5) и (13.6) характеристическое сопротивление и передаточные функции по напряжению и току. Соберите схему (см. рис. 13.3, в) каскадно соединенных четырехполюсников ЧП1 и ЧП2. К входным зажимам 1–1ʹ результирующего четырехполюсника подключите ГС, а к выходным зажимам 2–2ʹ – сопротивление нагрузки Zн Zс . Установите режим работы ГС, указанный в 13.2.1; на входе и выходе результирующего четырехполюсника измерьте токи и напряжения. Результаты измерений занесите в табл. 13.3.

Таблица 13.3

По данным измерений найдите входное сопротивление четырехполюсника, его сопротивление нагрузки, а также значения передаточных функций по напряжению и току. Сравните полученные данные со значениями характеристического сопротивления и передаточных функций, рассчитанными по формулам (13.5) и (13.6).

Вопросы: 8. Выполняется ли для результирующего четырехполюсника условие согласованной нагрузки Zвх Zн Zс ? 9. Выполняется ли с достаточной точностью равенство HU HI ? 10. Что больше: z11 или 1 y11 и почему?

83

13.3. Требования к отчету

Отчет должен содержать цель работы, все разделы исследования и заключение. По каждому разделу необходимо привести его название, схемы исследуемых цепей, таблицы наблюдений и вычислений, требуемые расчеты и ответы на все вопросы. Заключение должно содержать краткие выводы, подтверждающие, что цель работы достигнута и результаты ее понятны.

Работа № 14 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ

Цель работы: ознакомление с простыми реактивными ФНЧ, ППФ и их фильтрующими свойствами при действии периодических несинусоидальных сигналов.

14.1. Подготовка к работе

Электрический фильтр – это четырехполюсник, который пропускает составляющие сигнала, лежащие в некотором диапазоне частот, называемом полосой пропускания, и задерживает составляющие сигнала, лежащие вне этого диапазона – в полосе задержки.

В работе исследуется ФНЧ с полосой пропускания 0 f fс и ППФ с полосой пропускания fс1 f fс2 . Граничную частоту fс между полосами пропускания и задержки называют частотой среза.

Функция передачи простого полиномиального реактивного ФНЧ третьего порядка с тремя нулями в бесконечности имеет вид

H j к идеальной характеристике ФНЧ, заданной в виде прямоугольника

Характеристика H0 j изображена штриховой линией на рис. 14.1, а.

Рассмотрим приближение с помощью простейшего метода рядов Тейлора (фильтры Баттерворта). Квадрат АЧХ функции (14.1)

84

Делением числителя на знаменатель получаем разложение в степенной

ряд:

С другой стороны, производные при 0 заданной идеально плоской характеристики (14.2) равны нулю, так что все коэффициенты ее ряда обращаются в нуль, кроме коэффициента при частоте в нулевой степени:

ровать частоту так, чтобы B3 1, выражение для АЧХ (14.3) фильтра Баттерворта принимает вид

При изменении частоты от нуля до бесконечности АЧХ монотонно спадает от максимального значения k до нуля (рис. 14.1, а); при нормированной

85