 |
Переходных и импульсных характеристик
|
|
|
|
Цель работы
1. Рассчитать и измерить переходные и импульсные характеристики линейных цепей.
2. Рассчитать реакцию цепи на прямоугольный импульс и объяснить динамику переходных процессов.
Подготовка к работе
1. Изучить рассматриваемую тему по конспектам лекций и одному из учебников [1–3].
2. Выполнить расчеты. Исходные данные взять из табл. 7.1, Е = 2 В, С = 8 нФ.
2.1. Для цепи RL (рис. 7.1, R = 1 кОм) рассчитать переходную и импульсную характеристики. Построить графики полученных функций и убедиться в их соответствии друг другу.
2.2. Для цепи RC (рис. 7.2, R = 24 кОм) рассчитать и построить переходную и импульсную характеристики. Убедиться в их соответствии друг другу.
2.3. Для RL и RC цепей (рис. 7.1 и 7.2) построить графики выходного напряжения u 2(t) при воздействии на входе цепей напряжения u 1(t) в виде прямоугольного импульса амплитудой 2 В и длительностью 10 мкс, 75 мкс и 400 мкс.
2.4. Для цепи RLC (рис. 7.3, R = 0,15RКР) рассчитать переходную и импульсную характеристики, построить графики полученных функций и убедиться в их соответствии друг другу.
 |
Рис. 7.1 Рис. 7.2
Таблица 7.1
| Номер бригады | ||||||||
| L, мГн |
3. Подготовить бланк отчета.
4. Ознакомиться с описанием установки.
5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
Описание установки и методика измерений
Для экспериментального определения переходной и импульсной характеристик на вход исследуемой цепи подаются прямоугольные импульсы от генератора Г5-54 с выхода 1:1 (внутреннее сопротивление генератора 90 Ом). Выходные сигналы наблюдаются с помощью осциллографа С1-72 (см. рис. 6.4 лабораторной работы № 6).
|
|
|
Для наблюдения переходной характеристики длительность импульса должна быть больше длительности переходного процесса, т.е. t и > t пер. проц.
Для наблюдения импульсной характеристики длительность импульса должна быть достаточно малой, чтобы его можно было считать ударным воздействием, т.е. t и<< t цепи. Интервал между импульсами должен быть достаточно большим, чтобы в течение его энергия, накопленная в цепи, рассеялась и схема вернулась к нулевым начальным условиям.
С учетом перечисленных требований следует частоту повторения импульсов установить равной 100 Гц, длительность импульса при измерении переходной характеристики – 1000 мкс, а при измерении импульсной характеристики – 10 мкс. Амплитуду импульса следует установить равной 2 В.
Рекомендуется использовать ждущий режим работы осциллографа (кнопка нажата). В этом режиме синхроимпульсы с генератора Г5-54 подаются на запуск развертки осциллографа С1-72. Для наблюдения переднего фронта характеристик следует установить задержку основного импульса относительно синхронизирующего около 10 мкс.
Для количественного сравнения результатов эксперимента с расчетами для RC и RL цепей следует измерить максимальное значение и постоянную времени каждой из исследуемых характеристик. Для цепи RLC необходимо измерить установившееся значение, и по осциллограммам определить 
и 
св. При наблюдении импульсных характеристик следует иметь в виду, что величина реакции цепи много меньше амплитуды входного импульса. Поэтому наблюдение самого импульса, прошедшего на выход цепи, и последующей реакции цепи должно проводиться при различной чувствительности усилителя вертикального отклонения осциллографа.
Выполнение работы
1. Для исследования характеристик цепи RL использовать цепь, показанную на рис. 7.1. Подавая на вход цепи импульсы длительностью 1000 и 10 мкс, зарисовать осциллограммы выходных напряжений. Определить максимальные значения h (t) и g (t), а также постоянную времени по снятым осциллограммам.
|
|
|
2. Для исследования характеристик цепи RC использовать цепь, показанную на рис. 7.2. Провести измерения аналогично п.1.
3. Для исследования характеристик цепи RLC использовать цепь, показанную на рис. 7.3. Изменением величины сопротивления резистора добиться колебательного режима, при котором наблюдается около трех периодов колебаний за длительность переходного процесса. Зарисовать осциллограммы u C(t) при t и = 1000 и 10 мкс. Определить по ним , св , h (0), h (
), g (+0) и сравнить их с расчетными.
Контрольные вопросы
1. Что называется переходной и импульсной характеристиками цепи?
2. Как измерить переходную и импульсную характеристики цепи?
3. Как рассчитать реакцию цепи на сложное воздействие?
4. Найти h (t) и g (t) для схемы, заданной преподавателем.
5. Найти реакцию цепи на прямоугольный импульс по заданной h (t).
6. Записать интеграл Дюамеля для заданного входного воздействия.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
|
|
|
