Исследование колебательного контура и генератора гармонических колебаний с гиратором (174,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

УДК 621.373:621.372.58(075.8) ББК 32.84+32.85я73 И88 Печатается по решению кафедры радиофизики физического факультета Южного федерального университета (протокол № 31 от 6 июня 2023 г.) рецензенты: зав. кафедрой радиофизики физического факультета ЮФУ д-р физ.-мат. наук, профессор Г. Ф. Заргано; д-р физ.-мат. наук, профессор РГУПС В. Н. Таран авторский коллектив: Е. Н. Сидоренко, А. С. Махно, С. В. Крутиев, А. В. Шлома И88 Исследование колебательного контура и генератора гармонических колебаний с гиратором : учебное пособие / Е. Н. Сидоренко, А. С. Махно, С. В. Крутиев, А. В. Шлома ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2024. – 116 с. ISBN 978-5-9275-4629-9 Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 03.03.03 Радиофизика и 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи по дисциплинам «Радиофизическая электроника», «Основы радиофизической электроники» и «Схемотехника телекоммуникационных систем». Содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик последовательного колебательного контура и генератора гармонических колебаний с гиратором. УДК 621.373:621.372.58(075.8) ББК 32.84+32.85я73 ISBN 978-5-9275-4629-9 © Южный федеральный университет, 2024 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2024

Стр.3

Оглавление введение ..................................................................................................................................6 тема 1. Последовательный колебательный контур .................................7 1.1. Краткая теория ...............................................................................................7 1.1.1. Условие резонанса в последовательном колебательном контуре .............................................................................8 1.1.2. Соотношение величин при резонансе напряжений ............... 10 1.1.3. Основные характеристики последовательного колебательного контура ......................................................................... 12 1.1.4. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики тока последовательного колебательного контура ......................................................................... 15 1.1.5. Колебательный контур с резистивной нагрузкой. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики напряжения на резисторе ................................. 20 1.1.6. Колебательный контур с емкостной нагрузкой. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики напряжения на конденсаторе ......................... 22 1.1.7. Колебательный контур с индуктивной нагрузкой. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики напряжения на катушке индуктивности ...................................... 27 1.2. Краткое описание макета ....................................................................... 32 1.3. Порядок выполнения работы .............................................................. 33 1.3.1. Последовательный колебательный контур с резистивной нагрузкой ....................................................................... 33 1.3.2. Последовательный колебательный контур с емкостной нагрузкой............................................................................. 38 1.3.3. Последовательный колебательный контур с индуктивной нагрузкой ..................................................................... 42 Контрольные вопросы ........................................................................................... 46 Литература ................................................................................................................... 47 3

Стр.4

тема 2. Параллельный колебательный контур ........................................ 48 2.1. Краткая теория ............................................................................................ 48 2.1.1. Идеальный параллельный колебательный контур ............... 48 2.1.2. Реальный параллельный колебательный контур ................... 52 2.1.2.1. Схема и векторные диаграммы токов и напряжения ........................................................................................ 52 2.1.2.2. Основные характеристики реального параллельного колебательного контура ................................................................ 53 2.1.3. Свободные затухающие колебания в реальном параллельном колебательном контуре ......................................... 64 2.1.3.1. Режим периодических свободных колебаний.................... 65 2.1.3.2. Режим апериодического разряда .............................................. 67 2.1.4. Связь параметров параллельного контура в режиме свободных колебаний и сравнение резонансных явлений в разных контурах .................................................................. 68 2.1.4.1. Параметры контура и их связь в режиме затухающих колебаний ................................................................... 68 2.1.4.2. Сравнение резонансных явлений в параллельном и последовательном LCR-контурах .......................................... 69 2.2. Оборудование и приборы ....................................................................... 70 2.3. Краткое описание лабораторного макета .................................... 70 2.4. Порядок выполнения работы .............................................................. 72 2.4.1. Исследование амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик общего тока в подводящих проводах параллельного колебательного контура ..................................... 72 2.4.2. Исследование передаточных свойств параллельного колебательного контура ......................................................................... 77 2.4.3. Исследование амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик контурного тока в параллельном колебательном контуре ......................................................................... 82 2.4.4. Исследование свободных затухающих колебаний в реальном параллельном колебательном контуре ............... 87 Контрольные вопросы ........................................................................................... 89 Литература ................................................................................................................... 90 4

Стр.5

тема 3. гиратор – основа резонансного усилителя и генератора гармонических колебаний .................................................................... 91 3.1. Краткая теория ............................................................................................ 91 3.1.1. Гиратор на операционном усилителе ............................................. 94 3.1.2. Анализ работы гиратора на двух операционных усилителях ...................................................................................................... 97 3.1.3. Реализация различных схем с применением гиратора .......101 3.1.3.1. Резонансный усилитель на основе гиратора со схемой замещения параллельного колебательного контура ..............................................................101 3.1.3.2. Резонансный усилитель на основе гиратора со схемой замещения последовательного колебательного контура ..............................................................104 3.1.3.3. Генератор гармонических колебаний на основе гиратора ..........................................................................106 3.2. Описание лабораторного макета .....................................................106 3.3. Подготовка оборудования ...................................................................108 3.4. Подготовка к работе ................................................................................109 3.5. Порядок выполнения работы ............................................................109 3.5.1. Исследование резонансного усилителя с параллельным колебательным контуром ..............................109 3.5.2. Исследование резонансного усилителя с последовательным колебательным контуром ....................111 3.5.3. Изучение работы генератора гармонических колебаний......................................................................................................112 3.5.3.1. Визуальное наблюдение гармонических сигналов разных частот .....................................................................................112 3.5.3.2. Измерение частоты гармонического сигнала методом фигур Лиссажу ...............................................................113 Контрольные вопросы .........................................................................................114 Литература .................................................................................................................115

Стр.6