Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Порядок выполнения работы. Аппаратное и программное обеспечение




Аппаратное и программное обеспечение

Вопросы для самопроверки

Подготовка к выполнению лабораторной работы

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ НЕГАРМОНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Цель работы: научиться получать сигналы негармонической формы; исследовать влияние составляющих негармонического сигнала на его форму.

 

 

1 Изучить по [2] тему «Цепи при периодическом негармоническом воздействии».

2 Подготовить ответы на вопросы самопроверки.

3 Подготовить бланк отчета (см. раздел «Содержание отчета»).

4 Построить в масштабе сигнал, состоящий из первой и третьей гармоник при соотношении амплитуд U1m:U3m = 3:1, для случая, когда «нулевые» значения U1 и U3 совпадают, а после них следуют значения сигналов U1 и U3 одинакового знака.

ПРИМЕЧАНИЕ: рекомендуется сначала построить U1 и U3, а затем сложить сигналы в этой же системе координат. Результирующий сигнал нарисовать другим цветом.

 

 

1 Как получить несинусоидальную ЭДС?

2 Поясните, что значит разложить функцию в ряд Фурье.

3 Запишите первую и вторую формы ряда Фурье.

4 Что такое гармоника?

5 Поясните, что называется первой, нулевой, высшими гармониками.

6 Запишите формулы индуктивного и емкостного сопротивлений для пятой гармоники; для к -той гармоники.

7 Запишите, чему равно сопротивление катушки индуктивности и конденсатора постоянного тока.

 

 

1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

2 Графический манипулятор мышь.

3 Программа Electronics Workbench 5.0.

 

 

1 Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам самопроверки.

2 Получить инструктаж по технике безопасности.

ВНИМАНИЕ! Аккуратно обращайтесь с персональным компьютером и его периферийными устройствами. Соблюдайте требования эргономики. Проверьте наличие заземления устройств.

3 Включить персональный компьютер, для этого:

3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя на системном блоке «Power».

3.2 Наблюдать загрузку компьютера.

3.3 Войти в программу Electronics Workbench 5.0. Получить изображение стандартного окна программы.

4 Собрать схему проведения исследований (рисунок 7.1). Для этого из библиотек программы достать необходимые элементы. Необходимый элемент переносится из каталога на рабочее поле движением мыши при нажатой левой кнопке, после чего кнопка отпускается. После того, как все необходимые элементы будут вызваны из библиотек, производится соединение их выводов проводниками.

Для соединения необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпустить клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия – подтверждение правильности соединения. Аналогично включить остальные элементы схемы.

 

Рисунок 7.1-Умножитель частоты и сумматор

 

В данной схеме используются:

G – генератор сигнала (генерирует сигналы различной частоты и длительности синусоидальной, треугольной и прямоугольной форм); Осц. – осциллограф (для наблюдения формы сигналов на входе и выходе); Е1, Е2, Е3 – генераторы гармонических колебаний соответственно частот f1; f2 = 2f1; f3 = 3f1.

Для исследования формы отдельных гармонических колебаний сигнал снимается с соответствующих выходов при разомкнутых ключах S1, S2, S3.

S1, S2, S3 – переключатели, управляемые нажатием назначенной клавиши клавиатуры (по умолчанию клавиша Space - пробел). Для каждого ключа задать свою клавишу, которой он переключается. Для этого два раза щелкнуть на изображение переключателя и в появившемся окне поменять имя клавиши (Key).

При сложении напряжений различных сигналов результирующий сигнал снимается с выхода сумматора, собранного на операционном усилителе ОУ.

4.1 Установить значения R1=R2=R3=1 кОм, R4=30 Ом. Чтобы установить значение элемента, надо два раза щёлкнуть левой клавишей манипулятора мышь по изображению элемента и поменять его значение в раскрывшемся окне с помощью манипулятора мышь. Нажать «OK», окно закроется, значение элемента изменится.

4.2 Установить параметры генераторов гармонических колебаний. Для этого два раза щёлкнуть на изображение источника и в раскрывшемся окне установить значения напряжения (Voltage), частоты (Frequency), начальной фазы (Phase) синусоидального напряжения, изменяя эти параметры в соответствующих окошках. Установить размах напряжения, равный 120 В, фазу, равную нулю, частоту для Е1: f1, для Е2: f2 = 2f1, для Е3: f3 = 3f1. Значение частоты f1 равно номеру записи студента в учебном журнале (в кГц).

6.4.3 Для сравнения опорного сигнала с исследуемым сигналом данной гармоники надо соединить выход генератора со вторым каналом осциллографа. Эту линию соединения (на рисунке 7.1 – линия (1)) выделить другим цветом. Для этого два раза щёлкнуть левой клавишей манипулятора мышь на линию и, в раскрывшемся окне выбрать другой цвет. Нажать «OK», окно закроется, цвет линии поменяется.

6.5 Щёлкнуть два раза по изображению генератора. Установить режим генерации синусоидальных импульсов, нажав на соответствующее изображение в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.

6.5.1 Установить частоту (frequency), равную частоте f1 см. п. 6.4.2, амплитуду (amplitude) 120 В, длительность импульса (duty cycle) 50% от периода, постоянную составляющую (offset) сигнала на выходе генератора, равную нулю, изменяя эти данные в окошках напротив параметров в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.

5.2 Щёлкнуть два раза на изображение осциллографа.

5.3 Включить режим анализа схемы, щелкнув манипулятором мышь на изображение I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

5.4 Щёлкнуть на изображение Expand лицевой панели осциллографа. Наблюдать временные диаграммы входного и выходного сигналов на расширенном экране.

5.5 Нажать манипулятором мышь надпись Pause на панели инструментов, остановив анализ построения программой временных диаграмм, или отключить формирование сигналов, нажав левой клавишей манипулятора мышь на изображение 0 в правом верхнем углу окна.

5.6 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем «Время на деление» (Time base) время, соответствующее наблюдению двух периодов колебания.

5.7 Установить переключателем «Вольт на деление» (V/div) масштаб по оси амплитуд. Убедиться (сравнить), что на выходе сигнал первой гармоники той же частоты, что и опорный. Он подается с генератора на второй канал осциллографа. Зарисовать полученные изображения в одних осях координат, разместив осциллограммы одна под одной.

5.8 Подключить первый канал осциллографа к выходу генератора второй гармоники. Для этого щёлкнуть манипулятором мышь на изображение линии, которая соединяет осциллограф и выход генератора первой гармоники, и удалить её. Соединить первый канал осциллографа с выходом генератора второй гармоники аналогично п. 4 раздела «Порядок выполнения работы». Включить режим анализа схемы. Убедиться, что частота генератора второй гармоники f2 = 2f1 . Зарисовать полученную осциллограмму в отчет.

5.9 Аналогично п. 4.2 раздела «Порядок выполнения работы» изменить значение амплитуды и фазы сигнала второй гармоники. Зарисовать осциллограммы в отчет.

5.10 Повторить п. 5 и п. 5.9 для генератора третьей гармоники. Для этого подключить первый канал осциллографа к выходу генератора третьей гармоники.

6 Произвести сложение сигналов различных гармоник.

6.1 Сложить сигналы с частотамипервой и второй гармоники (f1 и 2f1).

Для этого первый канал осциллографа подключить к выходу сумматора. Переключателями S1 и S2 включить генераторы первой и второй гармоник, переключателем S3 отключить генератор третьей гармоники. Включить режим анализа схемы. Зарисовать полученную осциллограмму в отчет.

6.2 Повторить п. 6.1 для сложения поочередно следующих гармоник:

1) первой и третьей;

2) второй и третьей;

3) первой, второй и третьей.

6.3 Зарисовать в одной системе координат полученные негармонические сигналы.

7 Показать результаты выполнения работы преподавателю.

8 Выключить оборудование.

9 Составить отчет по работе.

 

Содержание отчета

1 Наименование и цель работы.

2 Решение задач по пункту 4 раздела «Подготовка к выполнению лабораторной работы».

3 Схема исследований (рисунок 7.1).

4 Временные диаграммы сигналов.

5 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

6 Выводы по работе.

 

Контрольные вопросы

 

1 Как влияет амплитуда и фаза отдельных гармоник на форму несинусоидального сигнала?

2 Запишите формулу резонансной частоты третьей гармоники.

3 Токи каких частот хорошо пропускает катушка индуктивности? Конденсатор?

 

Содержание зачёта

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы; должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.

 

Литература

 

1 Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC – М.: Солон-Р, 1999. С. 23 – 39.

2 Китаев В. Е. Электротехника с основами промышленной электроники – М.: Высшая школа, 1985. – С. 447 – 461.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-25; Просмотров: 618; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.