Исследование временных и частотных характеристик четырехполюсников

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М.Ф. Решетнева»

(СибГУ им. М.Ф. Решетнева)

Научно-образовательный центр

«Институт космических исследований и высоких технологий»

Кафедра технической физики

Лабораторная работа 1

по курсу «Основы радиоэлектроники»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ И ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Выполнили:

cтуденты 3 курса
группы БФ16-01

Бурнин Роман
Владимирович

Анчин Илья
Константинович

Принял:

старший преподаватель

Вайтузин Олег Петрович

Красноярск 2018

Цель работы: исследование  временных  и  частотных  характеристик  четырехполюсников на аппаратно-программном комплексе NI ELVIS с использованием виртуальных приборов.

Задачи работы:  

- научиться  определять  по  маркировке  номинальные  параметры  и  измерять основные параметры элементов радиоэлектронных цепей;  

- познакомиться  с методами  расчета  временных  и  частотных  характеристик четырехполюсников; а

- провести  измерение  временных,  амплитудно-частотных  и  фазочастотных характеристик на примере линейных RC-, RL- и LC-цепей.

- научиться  строить  графики  временных,  амплитудно-частотных  и фазочастотных характеристик RC-, RL- и LC-цепей и проводить их анализ.

Оборудование:        аппаратно-программный комплекс NI ELVIS.

Краткие теоретические сведения

Радиоэлектронные цепи представляют собой совокупность соединенных между собой радиоэлементов. Элементы цепи, которые не являются источниками энергии, называют пассивными. К ним  относятся  такие  элементы  как  резисторы,  конденсаторы,  катушки  индуктивности.  Если  элементы  цепи  являются  источниками  энергии или могут преобразовывать энергию источника для усиления мощности колебаний, то их называют активными.

Резистор –  элемент,  в  котором  электрическая  энергия  преобразуется  в тепловую, механическую или световую. Основной параметр резистора –  сопротивление  R,  измеряемое  в  омах (Ом).

Конденсатор – элемент цепи, способный запасать энергию электрического поля. Основной параметр конденсатора – емкость C, измеряемая в фарадах (Ф).

Катушка  индуктивности –  элемент  цепи,  способный  запасать  энергию магнитного поля. Основной параметр – индуктивность L, выраженная в генри (Гн).

Источник напряжения –  активный  элемент, напряжение на  зажимах которого  не  зависит  от  протекающего  через  него  тока.  Стрелка внутри окружности показывает условное положительное направление электродвижущей  силы (ЭДС)  источника  E.  Напряжение  источника  не  уменьшается при увеличении тока.

Источник тока – активный элемент, сила тока которого не зависит от напряжения на его зажимах. Стрелка внутри окружности показывает положительное направление тока.

[pic 1]

Рисунок 1 - Условное графическое изображение элементов электрической цепи: а – резистора, б – конденсатора, в – катушки индуктивности, г – источника напряжения, д – источника тока

Для  резистора  связь между постоянным или переменным током и напряжением в электрической цепи подчиняется закону Ома

                                                (1)  [pic 2]

где R − активное сопротивление резистора, выражаемое в омах.

Для конденсатора эта зависимость имеет вид

                                (2)[pic 3]

а для катушки индуктивности

                                (3)[pic 4]

где C − емкость конденсатора, L − индуктивность катушки.

В  цепях  переменного  тока  у  конденсаторов  и  катушек  индуктивности проявляется  реактивное  сопротивление,  которое  зависит  от  частоты переменного тока, протекающего через эти элементы. Такие элементы называют реактивными.