Установите на источнике найденную резонансную частоту , проверьте ее по осциллографу XSC1 и измерьте ток и напряжения на входе , на емкостном элементе и на сопротивлении . Для этого произведите визуализацию виртуальных изображений лицевых плат приборов XMM1 – XMM4 двумя щелчками левой клавиши мыши по изображениям этих приборов. Показания амперметра и вольтметров запишите в табл. 1.

По данным измерений вычислите , , , , , сравните значение добротности с вычисленным по (11).

Для определения зависимости входной проводимости -контура от частоты измеряйте ток, изменяя частоту через 1 кГц в диапазоне 9…12 кГц, через 0,2 кГц – в диапазоне 12…16 кГц и далее снова через 1 кГц в диапазоне 16…20 кГц. Результаты измерений занесите в табл. 2, в которую необходимо перенести также значение тока при из табл. 1. По данным табл. 2 постройте график АЧХ последовательного контура.

Таблица 2

2.2. Исследование резонанса напряжений и ачх контура с большими потерями

Соберите схему, изображенную на рис. 5.

Потери в этом контуре определяются сопротивлением . Методика исследования здесь такая же, как в 2.1. Результаты измерений занесите в таблицы, аналогичные табл. 1 и табл. 2. Поскольку АЧХ цепи является более плавной, рекомендуется в диапазонах 8…12 кГц и 16…20 кГц изменять частоту через 2 кГц. По результатам измерений в табл. 1 вычислите лишь и . Постройте АЧХ аналогично 2.1.

2.3. Исследование влияния емкости на характеристики контура

Соберите цепь, изображенную на рис. 6.

Проведите измерения, аналогичные 2.2, изменяя частоту в диапазонах 1…5 кГц и 9…15 кГц через 1 кГц, а в диапазоне 5…9 кГц через 200 Гц. Заполните таблицы, аналогичные табл. 1 и табл. 2. Проведите аналогичные расчеты и построения графиков.

3. Экспериментальные исследования резонанса токов

Загрузить из файла «Lab_5_2.ms10» схему для исследования параллельного -контура (рис. 7).

В открывшемся окне появится схема параллельного -контура с подключенными к ней измерительными приборами. Для питания цепи используется источник синусоидального тока I1, параметры которого задаются в диалоговом окне, открываемом двойным щелчком левой клавиши мыши по изображению источника. Амплитуда тока Current (Pk) устанавливается  A, при этом действующее значение тока источника  A. Частота источника тока Frequency (F) задается дискретно с клавиатуры компьютера  кГц. Напряжение в цепи измеряется вольтметром XMM2, а токи – амперметрами XMM1, XMM3. Прежде чем выполнять исследования, проверьте режимы включения мультиметров. Для снятия частотных характеристик используется плоттер ХВР1.

Схемы для исследования резонанса в контурах с малыми потерями, с большими потерями и с дополнительной емкостью собираются с использованием ключей S1 и S2, которые переключаются с клавиатуры цифрами 1 и 2 соответственно.

3.1. Исследование резонанса токов и ачх параллельного контура с малыми потерями

Соберите схему ( кОм; мГн; нФ), изображенную на рис. 8. Потери в цепи объясняются неидеальностью элементов и могут характеризоваться проводимостью потерь , так что в данном случае в цепи на рис. 7.1, б имеем .

Кнопкой (или ) на панели инструментов активируйте цепь. Исследуйте частотные характеристики -контура с помощью плоттера ХВР1, визуализировав изображение двойным щелчком мыши по изображению плоттера. Нажмите кнопку Reverse, чтобы получить белый фон изображения. Исследуйте ФЧХ входного сопротивления контура в диапазоне частот кГц, установив параметры плоттера таким образом, чтобы можно было проанализировать диаграмму. Определите резонансную частоту контура при скачке ФЧХ. Результат измерения занесите в табл. 3.

Исследуйте аналогично 2.1 в том же диапазоне частот АЧХ входного сопротивления контура. Определите полосу пропускания и добротность. Установив на источнике тока резонансную частоту , измерьте параметры, указанные в табл. 3.

Таблица 3

Для получения АЧХ (зависимости входного сопротивления от частоты) измеряйте напряжение, изменяя частоту через 1 кГц в диапазоне 8…12 кГц, через 0,5 кГц в диапазоне 12…16 кГц и далее снова через 1 кГц в диапазоне 16…20 кГц. Результаты измерений, соответствующие (10), занесите в табл. 4, в которую также необходимо перенести значение при из табл. 3.

Таблица 4

Рекомендуется, определив дополнительно две частоты, при которых , вычислить добротность контура, используя (7.11).

3.2. Исследование резонанса токов и ачх контура с большими потерями

Соберите схему, изображенную на рис. 9. Потери в цепи определяются проводимостью . Методика исследования такая же, как в 3.1. Результаты измерений занесите в таблицы, аналогичные табл. 3 и табл. 4. Поскольку АЧХ цепи является более плавной, рекомендуется в диапазонах 8…12 кГц и 16…20 кГц изменять частоту через 2 кГц. По результатам измерений в табл. 3 вычислите лишь , и .

3.3. Исследование влияния изменения емкости на характеристики контура

Соберите схему, изображенную на рис. 10. Проведите измерения, аналогичные 3.2. Результаты измерений занесите в таблицы, аналогичные табл. 3 и табл. 4. Поскольку АЧХ цепи является более плавной, рекомендуется в диапазоне 1…4 кГц изменять частоту через 1 кГц, в диапазоне 4…10 кГц через 0,5 кГц, а в диапазоне 10…18 кГц через 2 кГц.

4. Требования к отчету

Отчет необходимо представить в виде файла jpg (или pdf). Название файла должно включать ФИО_№ группы_лр5.jpg (или .pdf). В отчете должны быть отражены цель работы, все пункты экспериментального исследования и заключение с краткими выводами. По каждому пункту в отчет следует включить его название, схемы исследуемых цепей, таблицы измерений и вычислений, а также необходимые расчеты.

Рекомендуется на одном графике построить все АЧХ по 2.1 – 2.3 и графически рассчитать добротности, на другом – аналогично по 3.1 – 3.3.