Исследование LR - фильтра в переходных режимах.

1 Изучение переходных процессов в фильтре при воздействии со стороны сети.

Реостат RH установите в положение 50 %;

ключ К1 – в верхнее положение;

ключ К2 – в нижнее положение;

ключ К3 – в левое положение (замкнут);

входы осциллографа – открытые (опция DC).

Включите схему и после заполнения экрана осциллографа выключите ее, установите желаемую чувствительность обоих каналов (кнопки V/div в зависимости от уровней напряжений), при необходимости задайте смещение по каналам . Зарисуйте форму переходного процесса на выходе фильтра при RН = 50 % и 10 %.

 

2 Изучение переходных процессов при воздействии со стороны нагрузки.

Реостат RH установите в положение 50 %;

ключ К1 – в верхнее положение;

ключ К2 – в верхнее положение;

ключ К3 – в правое положение (разомкнут).

Включите схему и зарисуйте форму переходного процесса на выходе фильтра при RH = 50 % и 10 %. Выключите схему. Укажите интервалы «сброса» и «наброса» нагрузки. Измерьте уровень перенапряжения и длительности переходных процессов на обоих интервалах. Объясните полученные кривые и причину перенапряжения. Уровень перенапряжения определяется по показаниям осциллографа (канал B), как (рисунок 4.9).

 

Рисунок 4.9 – Измерение уровня перенапряжения

 

Длительность переходного процесса равна T2 – T1.

3 Подведите мышь под индуктивность L1 до момента появления символа «рука» и двойным щелчком откройте окно параметров. Выберите опцию «value» и установите в окне номинал 30 мГн. Выход из этого окна осуществляется нажатием кнопки «ОК».

4 Повторите п.п. 1 и 2. Сравните переходные характеристики при двух значениях индуктивности и объясните полученные результаты.

5 Восстановите значение L1 = 100 мГн.

 

Измерение АЧХ и ФЧХ.

1 Установите ключ К1 – в нижнее положение; К2 – в верхнее положение; К3 – в левое положение (замкнут); реостат нагрузки RН – 50 %.

Двойным щелчком откройте измеритель АЧХ. Установите линейные масштабы и пределы, близкие к таким: по вертикали F = 1, I = 0; по горизонтали F = 100 Гц, I = 0,1 Гц. (для этого следует использовать «прокрутку» ). Включите и выключите схему. Зарисуйте АЧХ в масштабе. Найдите полосу пропускания на уровне 0,707.

2 В измерителе АЧХ установите логарифмические масштабы: по вертикали F = 0 dB, I = – 40 dB; по горизонтали F = 100 кГц, I = 0,1 Гц. Включите и выключите схему. Зарисуйте АЧХ в масштабе. С помощью визирной линии определите частоту, соответствующую затуханию –3 dB (что соответствует уровню 0,707). Найдите крутизну спада АЧХ (dB / дек). Для этого установите визирную линию на границу полосы пропускания и запишите частоту F1 и затухание A1. Передвигайте визирную линию вправо до частоты 10 F1 (декада). Запишите частоту F2 и затухание А2. Получаем крутизну спада G = (A2 – A1) dB/дек. Сравните ее с теоретической.

 

3 В измерителе ФЧХ установите линейный масштаб по вертикали (F=0, I= – 90°) и логарифмический по частоте. Зарисуйте ФЧХ с обозначением осей.

 

Результаты работы

Подготовьте отчёт по лабораторной работе.

4.4.1.2 Контрольные вопросы

1 В каких сглаживающих фильтрах и при каких условиях возникают перенапряжения на нагрузке?

2 Объяснить график зависимости коэффициента сглаживания от изменения тока нагрузки.

3 От каких параметров LR - фильтра зависит коэффициент сглаживания фильтра?

4 Как проанализировать переходные процессы в LR сглаживающем фильтре?

5 Какие воздействия на сглаживающий фильтр вызывают возникновение переходных процессов? Когда возникают перенапряжения?

6 На какие элементы схем источников питания воздействуют перенапряжения, возникающие при переходных процессах?

Исследование RC сглаживающего фильтра

Схема модели приведена на рисунке 4.10. Она позволяет исследовать процессы в активно-емкостном (RC) сглаживающем фильтре в установившемся и переходных режимах. Для измерения электрических величин используются двухлучевой осциллограф и ампер и вольтметры. Изменение режимов работы обеспечивается ключами К1, К2, K3.

С помощью ключа К1 подключается генератор пульсаций входного напряжения U1, с помощью ключа К2 включается генератор прямоугольного напряжения UР во входную цепь (цепь питания), обеспечивая тем самым импульсное воздействие со стороны входа, а с помощью ключа К3 – импульсное воздействие со стороны нагрузки.