Файл: Лаб. работы ОТЦ № 3, 5, 7, 8.doc

Форматирование графиков

Для управления графиками служит блок регуляторов (рис.3), расположенный под экраном справа.

Рис.3. Блок управления графиками

Регуляторы позволяют:

• выключатели автоформата (крайние слева) — включить или выключить непрерывное автоформатирование по каждой оси;

• кнопки «x» и «y» (если они «отжаты») — произвести одноразовое автоформатирование по соответствующей оси;

• «лупа» — изменить масштаб отображения. Из открывающегося меню можно выбрать варианты:

1) растянуть выделенный прямоугольник;

2) растянуть выделенный интервал горизонтальной оси;

3) растянуть выделенный интервал вертикальной оси;

4) вернуться к предыдущему масштабу;

5) растянуть изображение от указанной точки;

6) сжать изображение к указанной точке;

• «захват рукой» — передвигать графики по экрану;

• «+» — захватить курсор указателем мыши и переместить его.

Работа с курсорами

Спомощью курсоров можно измерить характерные значения напряжения, времени, частоты и т.п. в любой точке экрана. Для работы с курсорами служат блоки управления (рис.4), располо­женные под экраном:

Рис.4. Блоки управления курсорами

• посередине — блок кнопок «ручного» управления. Этими кнопками можно перемещать «активные» (отмеченные «■») курсоры;

• слева — редактор курсоров. В каждой строке имеет 6 позиций (слева направо):

1 – номер курсора;

2 – абсцисса центра курсора;

3 – ордината центра курсора;

4 – кнопка активизации курсора («активный» отмечается «■»);

5 – редактор изображения курсора (при потере курсора — «Bring to Center»);

6 – переключатель «привязки» курсора к графикам.

Правила выполнения лабораторных работ в лаборатории ОТЦ

Подготовка к лабораторному занятию заключается в изучении соответст­вующего раздела курса (по учебнику или конспекту лекций) и выполнении до­машнего задания.

Отчет по домашнему заданию представляется каждым студентом индивиду­ально. Если отчет не представлен или выполнен неудовлетворительно, то сту­дент к лабораторной работе не допускается.

В процессе выполнения лабораторного задания студенты, как правило, за­рисовывают (с экрана) различные графики. Графики можно зарисовывать «от руки», но с примерным соблюдением масштаба. На зарисованных графиках должны быть приведены шкалы значений измеряемых величин и указаны усло­вия эксперимента.

Выполнив лабораторное задание, предъявите результаты преподавателю. Без его разрешения установку не выключайте.

По окончании занятия (после приема результатов работы преподавателем) выключите установку, разберите схему, сдайте лаборанту набор проводов и комплектующих деталей, наведите порядок на рабочем месте.

Отчет по лабораторной работе представляется каждым студентом индивиду­ально. Он должен содержать:

1) материалы домашней подго­товки;

2) исправление выявленных в них ошибок;

3) оформленные результаты выполнения лабораторного задания — указан­ные в задании графики, таблицы и пр.;

4) анализ обнаруженных расхождений между вашими исходными теоретическими представлениями и экспериментальными фактами либо вывод об отсутствии таких расхождений.

Защита выполненной работы осуществляется каждым студентом индивиду­ально. При оценке работы студента учитываются:

1) уровень подготовки к лабораторному занятию;

2) качество выполнения лабораторного задания;

3) качество представленного отчета;

4) уровень усвоения основных вопросов, изучаемых в работе. Примерные контрольные вопросы приведены в описании каждой работы.

Лабораторные работы

Ниже приведены описания четырех лабораторных работ по курсу «Основы теории цепей». Работы посвящены изучению ос­новных понятий и методов теории линейных радиотехнических цепей.

Лабораторные занятия проводятся фронтальным методом. На выполне­ние каждой лабораторной работы отводятся 4 академических часа. До­машняя подготовка к каждой работе рассчитана также на 4 часа.

__________

Лабораторная работа № 3

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ RC-ЦЕПЬ

ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Цель работы — на простейших примерах освоить основные понятия и методы анализа линейной цепи при гармонических колебаниях.

Изучаются следующие основные вопросы:

1) понятие комплексной амплитуды гармонического колебания; 2) комплексный метод анализа линейной цепи при гармонических колебаниях; 3) поведение простейшей нерезонансной цепи (последовательной RC-цепи) при воздействии гармонических колебаний; 4) векторная диаграмма изучаемого процесса; 5) правила вычисления эквивалентной емкости при параллельном и последовательном соединении элементов.

Домашнее задание

Изучите вышеперечисленные основные вопросы. Рекомендуются учебное пособие [1] (§§ 2.1÷2.8), учебные пособия [2,3] и конспект лекций.

1. Изобразите схемы изучаемых цепей:

• цепи из последовательно соединенных резистора и конденсатора (выходное напряжение снимается с конденсатора);

• цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора (выходное напряжение снимается с резистора).

На каждой схеме укажите стрелками входное напряжение u_вх и выходное напряжение u_C или u_R.

2. Выпишите основные формулы, составляющие математическую модель изучаемых процессов, т.е. формулы для расчета амплитуд U_C и U_R и начальных фаз _C и _R напряжений на элементах цепи при подаче на ее вход гармонического напряжения

u_вх (t) = U_вх cos (ωt+φ_вх).

В формулах используйте обозначение коэффициента затухания цепи =1/(RC).

3. Задавшись значениями U_вх=1 В и _вх=0°, рассчитайте значения U_C, U_R, φ_C, φ_R для трех значений емкости: С=1/(2ωR), С=1/(ωR), С=2/(ωR). Результаты расчета внесите в таблицу.

Образец таблицы

4. Для каждого из трех вышеуказанных случаев постройте в масштабе векторную диаграмму напряжений в цепи.

5. Для каждого из трех вышеуказанных случаев постройте в масштабе семейство из трех осциллограмм — входного напряжения u_вх(t) и выходных напряжений u_C(t) и u_R(t).

Лабораторное задание

Подготовка установки к работе

Для сборки цепи из имеющихся элементов подберите два одинаковых конденсатора (C=2÷5 нФ) и резистор (R=5÷10 кОм).

Запустите генераторно-измеритель­ную систему (ее ярлык — на рабочем столе). Установите режим изучения характеристик (осциллограмм) сигналов.

Включите отобра­жение расчетного входного сигнала и сформируйте гармонический сигнал:

u_вх (t) = u₀+U_вх cos (ωt+φ_вх),

где u₀=0, U_вх=1 В, f=1/(2πRC) («точность» 0,25 кГц), φ_вх=0°. Подберите удобные пределы отображения по времени (на экране примерно 1 период) и по напряжению.

Установленные шкалы в даль­нейшем не изменяйте.

Включите отобра­жение реального генерируемого сигнала. Проверьте по масштабной сетке, что у генерируемого напряжения действительно u₀=0, U_вх=1 В, φ_вх=0. Если это не так, то выполните сервисную программу «Калибровка». После этого отобра­жение расчетного входного сигнала можно отключить.

1. Исследование напряжения на конденсаторе

Соберите последовательную RС-цепь (с одним из выбран­ных конденсаторов) в первом варианте (когда выходное напряжение снимается с конденсатора). Подключите к цепи генераторно-измери­тельную систему: напряжение с генераторного выхода системы подайте на вход цепи, а напряжение с выхода цепи (с конденсатора) — на измерительный вход системы.

Включите отобра­жение реального измеряемого сигнала (отобра­жение расчетных сигналов следует отключить). Убедитесь, что наблюдаемое семейство осциллограмм входного u_вх(t) и выходного u_С(t) напряжений качественно соответствует ожидаемому. Зарисуйте это семейство.

Здесь и далее на зарисованных графиках должны быть приведены шкалы значений измеряемых величин и указаны условия эксперимента.

С помощью курсоров измерьте амплитуду и начальную фазу выходного напряжения:

U_C = (u_{C макс} − u_{C мин}) / 2; φ_C (гр.) = −360 t₀ / T = −360 f t₀,

где t₀ — значение времени, при котором u_C(t₀) = u_{C макс}. Измеренные значения U_C и φ_C внесите в таблицу и сравните с расчетными.