ЭЛ18
.docxМинистерство цифрового развития и массовых коммуникаций Российской Федерации ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)
Кафедра теории электрических цепей
Лабораторная работа №18
«Исследование на ЭВМ А-параметров четырехполюсников»
По Дисциплине
«Электротехника»
Выполнил: студент группы
Проверила:
Москва 2023г
Оглавление
1 Цель работы 3
2 Ход работы 3
3 Основные формулы 3
4 Выполнение работы 5
5 Ответы на контрольные вопросы 12
Заключение 14
1 Цель работы
С помощью программы Micro-Cap определить А-параметры пассивного линейного четырёхполюсника с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания. Получить практические навыки в проведении машинных экспериментов и обработки их результатов.
2 Ход работы
– Рассчитать величины А-параметров четырёхполюсника (рис. 1) на трех частотах 3, 5 и 7 кГц. Сопротивление резистора R1 выберите из диапазона [1; 2] кОм. R2=10 Ом, С=1 мкФ, L=10 мГн.
– По полученным А-параметрам рассчитать комплексное входное сопротивление четырехполюсника.
– Построить графики зависимости |A11(f)| и ϕA11(f)=arg[A11(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.
– Построить графики зависимости |A12(f)| и ϕA12(f)=arg[A12(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.
– Построить графики зависимости |A21(f)| и ϕA21(f)=arg[A21(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.
– Построить графики зависимости |A22(f)| и ϕA22(f)=arg[A22(f)] от частоты f∈[2; 8] кГц.
3 Основные формулы
Коэффициенты А11 и А22 — безразмерные, А12 — имеет размерность сопротивления, А21 — имеет размерность проводимости. Эти коэффициенты могут быть определены из опытов холостого хода и короткого замыкания.
4 Выполнение работы
Рисунок 1 – Расчет величин параметров Аij четырехполюсника, а так же расчет комплексного входного сопротивления четырехполюсника.
Рисунок 2 – полученные значения величин параметров Аij четырехполюсника.
Рисунок 3 – полученные значения расчета комплексного входного сопротивления четырехполюсника.
Рисунок 4 – График зависимости модуля А11 от частоты.
Рисунок 5 – График зависимости модуля А12 от частоты.
Рисунок 6 – График зависимости модуля А21 от частоты.
Рисунок 7 – График зависимости модуля А22 от частоты.
Рисунок 8 – График зависимости фазы А11 от частоты.
Рисунок 9 – График зависимости фазы А12 от частоты.
Рисунок 10 – График зависимости фазы А21 от частоты.
Рисунок 11 – График зависимости фазы А22 от частоты.
Рисунок 12 – Схема пассивного параллельного колебательного контура.
Рисунок 13 – График зависимости модуля и фазы А11 от частоты.
Рисунок 14 – График зависимости модуля и фазы А12 от частоты.
Рисунок 15 – График зависимости модуля и фазы А21 от частоты.
Рисунок 16 – График зависимости модуля и фазы А22 от частоты.
По предварительному расчету R1 = 1024 Ом, R2 = 10 Ом, С = 1 мкФ, L = 10 мГн |
||||||||||||||||
f, кГц |
|A11| |
градус |
|A12|, Ом |
градус |
|A21|, См |
градус |
|A22| |
градус |
|ZBX| |
|||||||
3 |
106,88 |
20,9 |
1041,18 |
10,4 |
0,10 |
10,67 |
1 |
0 |
1050.36 |
|||||||
5 |
113,08 |
34,2 |
1071,06 |
17,05 |
0,10 |
17,44 |
1 |
0 |
1078.93 |
|||||||
7 |
122,41 |
46,6 |
1114.37 |
23,24 |
0,10 |
23,74 |
1 |
0 |
1120.63 |
|||||||
Получено экспериментально |
||||||||||||||||
3 |
106,88 |
21,15 |
1041,2 |
10,2 |
0,11 |
10,2 |
1 |
0 |
1050.36 |
|||||||
5 |
113,09 |
34,5 |
1073,06 |
17,7 |
0,10 |
16,7 |
1 |
0 |
1078.93 |
|||||||
7 |
122,44 |
47,1 |
1114.37 |
23,3 |
0,10 |
22,9 |
1 |
0 |
1120.63 |
5 Ответы на контрольные вопросы
1.Каковы основные формы записи уравнений пассивного линейного четырёхполюсника?
Существует 6 форм четырехполюсника: A, Y, Z, H, G, B
A (комплексный параметр)
Y (проводимости)
Z (сопротивления)
H (при схемах с транзистором)
G (при ламповых схемах)
B ?
2. Какие опыты необходимо выполнить для определения А- параметров четырёхполюсника?
Два опыта будет достаточно: холостой ход и короткое замыкание при прямом питании, холостой ход и короткое замыкание при обратном питании. В каждом из этих опытов измеряют напряжение, ток, сдвиг фаз.
3. В каких единицах измеряются А, Z, Y, H-параметры четырёхполюсника?
А могут быть как безразмерными (А11, А22), так и измеряться в омах (А12, А21).
Z измеряются в омах.
Y измеряются в сименсах (Единица измерения электрической проводимости, обратна ому)
H все выше перечисленные.
4. Напишите выражение, с помощью которых рассчитывают входное и выходное сопротивление четырёхполюсника?
Zвх = Uвх / Iвх или для комплексного
Zвых = Uвых / Iвых
5. Что называется прямой передачей? Приведите пример.
Прямая передача - это процесс передачи сигнала или данных от входа к выходу четырёхполюсника без изменения искажения сигнала. В этом случае входное напряжение и ток преобразуются в выходное напряжение и ток без искажений.
Пример прямой передачи может быть использование усилителя звука. В этом случае аудиосигнал, подаваемый на вход усилителя, усиливается и передается на выходе без искажений, сохраняя исходное качество звука.
Заключение
С помощью программы Micro-Cap определить А-параметры пассивного линейного четырёхполюсника с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания. Получить практические навыки в проведении машинных экспериментов и обработки их результатов.