Материал: Методические указания к лабораторным работам № 10-13 по дисциплине Основы теории цепей. Останков А.В

Продолжение табл. 5

1. Экспериментальное определение параметров четырёхполюсников и их соединения

Соединить клеммы 1, 1′ установки со входными зажимами 1-го четырёхполюсника, 2,2′ с его выходными зажимами.

Измерить входные и выходные напряжения и токи 1-го четырёхполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания. Для этого включить режим моделирования и, осуществляя необходимые коммутации, зафиксировать показания приборов. Результаты измерений свести в табл. 6. В ней оставить только те строки, которые соответствуют заданным по номеру варианта параметрам четырёхполюсников.

По табл. 6 и известным соотношениям (см. прил.2) определить экспериментальные значения заданных по номеру варианта параметров 1-го четырёхполюсника. Внести их в табл. 7.

Таблица 6 Результаты измерений для 1-го четырёхполюсника

Таблица 7 Первичные параметры 1-го четырёхполюсника

Обозначение параметра

Единица измерения

Экспериментальное значение

Теоретическое значение

15

Отсоединить 1-й четырёхполюсник. Соединить клеммы 1,1′ установкисовходными зажимами 2-го четырёхполюсника, клеммы 2, 2′ с его выходными зажимами. Измерить входные и выходные напряжения и токи 2-го четырёхполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания. Результаты измерений внести в таблицу, аналогичную табл. 6. Определить экспериментальные значения первичных параметров 2-го четырёхполюсника. Внести их в таблицу, аналогичную табл. 7.

Объединить 1-й и 2-й четырёхполюсники по заданной в табл. 5 схеме соединения (см. прил. 4). Соединить клеммы 1,1′ установки со входными зажимами составного четырёхполюсника, клеммы 2, 2′ с выходными зажимами. Измерить входные и выходные напряжения и токи соединения в режимах холостого хода и короткого замыкания. Результаты измерений внести в таблицу, аналогичную табл. 6. Определить экспериментальные значения первичных параметров составного четырёхполюсника. Внести их в таблицу, аналогичную табл. 7.

2. Теоретический расчёт первичных параметров четырёхполюсников и их соединения

На основе аналитических выражений, представленных в прил. 3 рассчитать В-параметры 1-го и 2-го четырёхполюсников. Используя соотношения, определяющие связь между первичными параметрами четырёхполюсника (прил. 3), рассчитать, используя найденные В-параметры, заданные по номеру варианта в табл. 5 параметры 1-го и 2-го четырёхполюсников. Результаты расчётов внести в таблицы с экспериментально определёнными значениями первичных параметров.

Располагая параметрами 1-го и 2-го четырёхполюсников, определить параметры составного четырёхполюсника (заданного в табл.5соединениячетырёхполюсников).Результатырасчёта параметров соединения внести в таблицу с экспериментально измеренными значениями. Сделать выводы.

16

Контрольные вопросы к защите работы

1.Приведите физический смысл любого указанного преподавателем первичного параметра четырёхполюсника.

2.На чём основано практическое использование той или иной матрицы первичных параметров четырёхполюсника?

3.Запишите основные уравнения четырёхполюсника в матричной форме?

4.Какое количество взаимно независимых параметров полностью характеризует пассивный четырёхполюсник?

5.В чём заключается условие обратимости четырёхполюсника? Как оно выражается через параметры четырёхполюсника? Какие элементы должен содержать необратимый четырёхполюсник?

6.В чём заключается условие регулярности соединения четырёхполюсников? Приведите примеры регулярных (нерегулярных) соединений.

7.Как определить параметры соединения четырёхполюсников (составного четырёхполюсника)?

8.Как экспериментально определить параметры четырёх-

полюсника если его выводы нельзя замыкать накоротко?

9.Параметры какого соединения четырёхполюсников можно определить на основе B-параметров?

10.Какой четырёхполюсник называют симметричным? Запишите соотношения, связывающие параметры симметричного четырёхполюсника.

11.Определить напряжение U1 на зажимах 1, 1', если че-

тырёхполюсник нагружен сопротивлением zн 10Ом , напряжение на котором U2 10 В. Параметры четырёхполюсника

следующие: A11 2 exp( j45 ), A21 0.11См, A22 1 j2.

Литература: [2, с.347-352;363-364]; [3, с.399-413].

17

Лабораторная работа №13

СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ФИЛЬТРОВ С ЗАДАННОЙ АЧХ

Цель работы – освоить методику синтеза пассивных лестничных фильтров с заданной аппроксимацией АЧХ.

Задания и указания по их выполнению

1. Синтез ФНЧ и исследование его характеристик

1.1. Рассчитать параметры элементов ФНЧ с заданной АЧХ. Следует иметь ввиду, что ФНЧ, передаточная функция которого не имеет нулей (фильтр Баттерворта, Чебышева, Бесселя и т.д.), может быть синтезирован в виде пассивной лестничной LC-цепи. Для расчёта параметров элементов Li, Ci такой цепи достаточно воспользоваться соотношениями:

где Li и Ci нормированные значения параметров схемы ФНЧ (табл. 8). В качестве нормирующих величин используются частота среза АЧХ фильтра FС и сопротивление нагрузкиRН. Полагая, что частота среза FС известна и приведена для заданного номера варианта в табл. 9, а нагрузочное сопротивление составляет для всех вариантов RН =1 кОм, следует рассчитать по формулам (1) и справочным данным табл. 8 значения элементов Li и Ci в схеме реализации ФНЧ с заданной аппроксимацией АЧХ. Округлить рассчитанные значения параметров элементов до трёх значащих цифр (например, 26.3 мГн, 1.25 нФ).

Реализация ФНЧ лестничной схемой

18