Порядок выполнения работы. 1. Включите приборы

1. Включите приборы. После прогрева (3 мин) установите напряжение генератора импульсов (5-10 В). На экране осциллографа должен наблюдаться одиночный импульс, амплитуду и длительность которого можно регулировать. Рекомендуется длительность импульса ≈10^-7 с.

2. Замкните ключ К₁ (ключ К₂ - разомкнут), импульс будет подан на вход кабеля I. На экране осциллографа появится отраженный импульс меньшей амплитуды (из-за затухания). Измерьте по шкале осциллографа расстояние b между входным и отраженным импульсом в делениях шкалы. Определите время запаздывания t по положению переключателя k «дел./мкс» на панели осциллографа: .

3. Замкните ключ К₂, т.е. подключите участок кабеля 2 (переключатель П - в положении 1). Измерьте снова время запаздывания τ сигнала, отраженного от конца кабеля.

4. Зная время запаздывания сигнала (время прохождения сигнала по кабелю «туда и обратно»), вычислите скорость распространения электромагнитного импульса для одного и двух участков кабеля по формуле:

, где для участка кабеля 1 и при подключении участка кабеля 2.

5. Вычислите диэлектрическую проницаемость изолирующего материала кабеля: ε = c²/υ².

6. Сравните результат определения материала кабеля, используя рассчитанное и табличное значения для полиэтилена (e =2,3).

7. Отключите участок кабеля 2, разомкнув ключ К₂. Установите переключатель П в положение 1 (R_Н =¥). Убедитесь в том, что отраженный импульс ориентирован также, как и исходный, - оба вверх или оба вниз, т.е. отражение происходит без изменения фазы.

8. Измерьте амплитуду А отраженного сигнала при различных положениях переключателя 2. Результаты измерений занести в таблицу.

9. Постройте график зависимости амплитуды А отраженного импульса от логарифма сопротивления нагрузки: .

Точка пересечения графика с осью сопротивлений определит волновое сопротивление кабеля Z_Э.

10. Зная параметры кабеля (e, r₁, r₂), вычислите емкость и индуктивность единицы длины кабеля и его волновое сопротивление:

, ,

11. Теоретическое значение волнового сопротивления Z_Т сравните со значением волнового сопротивления Z_Э.

12. Установите переключатель П в положение 1 и измерьте амплитуды исходного и отраженного импульсов.

13. Вычислите коэффициент затухания: , полагая .

14. Вычислите погрешности измерений и вычислений.

3.КОНТРОЛЬНЫЕ вопросы

1. Что такое волновое сопротивление кабеля? Как измениться волновое сопротивление, если кабель укоротить вдвое?

2. При каком сопротивлении нагрузки амплитуда отраженного импульса максимальна (минимальна)?

3. Почему стремятся входное сопротивление устройства, принимающего электромагнитные сигналы, сделать равным волновому сопротивлению кабеля?

4. Как изменится расстояние между импульсами на экране осциллографа, если длительность развертки увеличить вдвое?

лабораторная работа № 8.1

Поиск по сайту: