TO2SPR4

INSTYTUT TEORII OBWOD�W

LABORATORIUM

TEORII OBWOD�W

SPRAWOZDANIE Z �WICZENIA NR:4.

WYKONUJ�CY:

Marek Godlewski

Marcin Siemaszkiewicz

TEMAT �WICZENIA:

Pomiary parametr�w czw�rnik�w.

ROK: III WYDZ.: ELEKTRONIKA KIER.: ESP

DATA: 10.04.95. OCENA:

1. CEL �WICZENIA.

Celem �wiczenia jest wyznaczenie podstawowych parametr�w charakteryzuj�cych liniowy bierny czw�rnik symetryczny i niesymetryczny.

2. SPIS PRZYRZ�D�W u�ytych w �wiczeniu.

Generator funkcyjny G - 430;

Miernik fazy PM - 100;

Multimetr cyfrowy V - 640;

Dekada rezystancyjna DR - 4b;

Dekada kondensatorowa DK - 50;

Miernik impedancji BM - 507;

Zestaw laboratoryjny Z3/2;

3. CZW�RNIK.

Czw�rnikiem N nazywa si� dowolnie z�o�ony, czterozaciskowy uk�ad elektryczny wsp�pracuj�cy z dw�jnikami N₁ i N₂ , z kt�rych jeden jest Ÿr�d�em energii, a drugi odbiornikiem, w spos�b przedstawiony na poni�szym rysunku. Tego typu wsp�praca nazywa si� wsp�prac� transmisyjn� uk�adu N z uk�adami N₁ i N₂. Dla czw�rnika musz� by� spe�nione warunki regularnoœci:

I₁ = I₁' (1);

I₂ = I₂' (2).

0x01 graphic

Teoria czw�rnik�w zajmuje si� badaniem w�asnoœci transmisyjnych czw�rnik�w, tzn. w�asnoœci wyst�puj�cych podczas przep�ywu przez czw�rnik sygna��w elektrycznych oraz badaniem warunk�w wsp�pracy czw�rnika z zewn�trznymi obwodami do��czonymi do jego zacisk�w. Stosowane w teorii czw�rnik�w parametry uog�lnione okreœlaj� wp�yw rozpatrywanego czw�rnika na przesy�ane przez niego sygna�y, bez wnikania w wewn�trzn� struktur� uk�adu. Poni�sze rozwa�ania b�d� dotyczy�y tylko czw�rnik�w SLS w stanie ustalonym w warunkach pobudzenia sinusoidalnego. W�asnoœci czw�rnika jako uk�adu transmisyjnego s� ca�kowicie okreœlone zale�noœciami mi�dzy pr�dami, a napi�ciami na wejœciu i wyjœciu uk�adu. Wielkoœci U₁, U₂, I₁, I₂, spe�niaj� r�wnania liniowe, zwane r�wnaniami czw�rnika.

Wsp�czynniki r�wna� opisuj�cych czw�rnik s� nazywane jego parametrami w�asnymi, gdy� nie zale�� one od uk�ad�w wsp�pracuj�cych N₁ i N₂. Do grupy parametr�w w�asnych zalicza si� r�wnie� tzw. parametry charakterystyczne stosowane w�wczas, gdy czw�rnik pracuje w warunkach dopasowania falowego.

W�asnoœci czw�rnika wyst�puj�ce podczas wsp�pracy ze Ÿr�d�em i obci��eniem charakteryzuj� tzw. parametry robocze.

4. POMIAR PARAMETR�W W�ASNYCH CZW�RNIKA.

a. Pomiar parametr�w w�asnych czw�rnika niesymetrycznego.

1. Posta� czw�rnika.

0x01 graphic

2. Pomiar napi��.

a) Przy zwartych zaciskach 22'.

U₁ = 0,450 V _U1 = 0;

U_1' = 0,380 V _U1' = -18�;

U_2' = 0,120 V _U2' = 52,8�.

b) Przy zwartych zaciskach 11'.

U₂ = 0,445 V _U2 = 0;

U_2' = 0,320 V _U2' = 14,8�;

U_1' = 0,118 V _U1' = 52,8�.

3. Obliczanie wsp�czynnik�w r�wna� admitancyjnych czw�rnika.

a) Posta� r�wna� admitancyjnych czw�rnika.

R�wnania admitancyjne czw�rnika maj� nast�puj�c� posta�:

I₁ = y₁₁• U₁ + y₁₂• U₂ (3);

I₂ = y₂₁• U₁ + y₂₁• U₂ (4).

Korzystaj�c z r�wna� admitancyjnych czw�rnika mo�na wyznaczy� wartoœ� wsp�czynnik�w, kt�re maj� charakter transmitancji i mog� by� wyznaczone poprzez pomiar odpowiednich napi�� i pr�d�w przy zwartych zaciskach wejœciowych lub wejœciowych czw�rnika. Mo�na zapisa�:

(5).

Wartoœci pr�d�w I₁ i I₂ obliczamy korzystaj�c z faktu, �e znamy wartoœ� spadku napi�cia na rezystorze o znanej wartoœci rezystancji. W naszym przypadku wartoœ� rezystancji R₀ wynosi:

R₀ = 5,1 k

Wartoœci pr�d�w I₁ i I₂ wynosz�:

(6).

b) Obliczanie wsp�czynnik�w r�wna� admitancyjnych czw�rnika.

Podstawiaj�c do powy�szych zale�noœci odpowiednie zmierzone wartoœci pr�d�w i napi�� otrzymujemy nast�puj�ce wartoœci wsp�czynnik�w:

|y₁₁| = 6,40 • 10^-5 ₁₁ = 53�;

|y₁₂| = 5,19 • 10^-5₁₂ = -127,2�;

|y₂₁| = 5,22 • 10^-5₂₁ = -127,2�;

|y₂₂| = 6,97 • 10^-5₂₂ = 31�.

4. Obliczanie parametr�w roboczych czw�rnika.

Parametry robocze czw�rnika wyznacza si� uwzgl�dniaj�c wartoœci SEM E_G i impedancji Z_G wsp�pracuj�cego z czw�rnikiem Ÿr�d�a oraz wartoœ� impedancji obci��enia Z₀.

0x01 graphic

W naszym przypadku wartoœ� impedancji obci��enia Z₀ wynios�a:

Z₀ = 10000 - j10000.

a wartoœc impedancji Z_G wynios�a:

Z_G = 10000 - j10000.

Parametry robocze czw�rnika s� zdefiniowane w nast�puj�cy spos�b:

a) Impedancja wejœciowa Z_WEJ.

(7).

Wielkoœ� �Y� jest wartoœci� wyznacznika macierzy wsp�czynnik�w r�wna� admitancyjnych czw�rnika, o kt�rych m�wiliœmy poprzednio (pkt. 3.b).