Министерство образования и науки Украины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

(г. СЕВЕРОДОНЕЦК)

ОТЧЁТ

по лабораторной работе № 1

Тема «Исследование способов защиты от помех общего вида»

дисциплина «Устройства связи с объектом»

Работу проверил: Работу выполнил:

Смолий В.В. ст. группы КИ-12д

Добрецова Алёна

Александровна

Северодонецк – 2015

Лабораторная работа №1

Тема: «Исследование способов защиты от помех общего вида»

Цель: ознакомиться со способами защиты от помех общего вида и экспериментально исследовать различные схемотехнические решения путем моделирования в среде EWB 5.12 PRO.

Выполнение работы

1. Исследование способов защиты от помех общего вида путем симметрирования входных цепей.

Рисунок 1 – Схема защиты от помех общего вида путём симметрирования входных цепей.

Таблица 1. Задание на лабораторную работу.

Исходные данные	Номер варианта
U, мВ Uвых, В R2, кОм R5, Ом
R6, Ом
ов, В

Рассчитываем требуемый коэффициент усиления полезного (дифференциального) сигнала по формуле:

Рассчитываем величину резистора R1:

Исходя из условия полного подавления помехи общего вида

положить R₄ = R₂=75(кОм); R₃ = R₁ =0.225(кОм)_.

Учитывая конечные значения сопротивлений соединительных проводников R5 и R6 рассчитываем коэффициенты усиления ДУ по инвертирующему и неинвертирующему входам:

Определим ожидаемый коэффициент подавления помехи общего вида по формуле

Для того, чтобы убедится, что расчёты были проведены правильно, соберём схему, изображённую на рисунке 1, установим номинальные значения резисторов R1 … R6 в соответствии с проведенными расчетами.

Вначале убедимся, что ДУ обеспечивает требуемый . Для этого установим значение полезного сигнала U в соответствии с заданным вариантом, а значение помехи общего вида Еов = 0 V. Закоротим резисторы R5 и R6. Раскроем панели мультиметра и осциллографа, установим на мультиметре режим измерения постоянного напряжения, запустим процесс моделирования схемы и измерим выходное напряжение. Оно должно быть равно требуемому (т.е. V_out= U_вых, записанного в таблице вариантов).

Рисунок 2 – Проверка обеспечения дифференциальным усилетелем требуемого

Так как V_out=4.9983(В), а U_вых=5(В), то V_out≈U_вых, следовательно данный дифференциальный усилитель обеспечивает требуемый .

Затем остановим процесс моделирования. Установим U=0 mV, а Eов = 10 V.

Запустим процесс моделирования и определим по мультиметру , дБ. Так как

то наблюдается практически полное подавление помехи общего вида.

Рисунок 3 – Определение коэффициента подавления помехи общего вида

Остановим процесс моделирования. Раскоротим резисторы R5 и R6 и повторим эксперимент. По мультиметру определим , дБ.

Рисунок 4 – Схема и осциллограмма защиты от помех общего вида путём симметрирования входных цепей, значение коэффициента подавления помехи общего вида.

2. Исследование способа защиты от помех общего вида путем применения эквипотенциальной защиты в виде защитного экрана.

Рисунок 5 – Схема защиты от помех общего вида путём применения эквипотенциальной защиты в виде защитного экрана.

Таблица 2. Задание на лабораторную работу.

Исходные данные	Номер варианта
Z1, Ом Z2, Oм Z3, Ом Zu, МОм
1,0
Zу, МОм	1,2
Zвх, ГОм
ов, кВ

Рассчитаем коэффициент подавления помехи общего вида для случая, когда третий проводник оборван (Z3=¥):

, дБ

Рассчитаем коэффициент подавления помехи общего вида для случая, когда третий проводник (Z3) подключен:

, дБ

После выполненных расчетов убедимся в их правильности путем эксперимента.

Установим номинальные значения параметров элементов схемы согласно заданному варианту. Оборвём один из выводов сопротивления Z_3. Запустим процесс моделирования и определим по мультиметру , дБ.

Рисунок 6 – Определение экспериментального коэффициента подавления помехи общего вида

Остановим процесс моделирования. Подключим оборванный вывод Z3 к схеме. Запустим процесс моделирования и определить по мультиметру , дБ.

Рисунок 7 – Определение экспериментального коэффициента подавления помехи общего вида

Переключим режимы работы мультиметра в положение “V” и “_” измерим напряжение полезного сигнала на сопротивлении Zвх и определим коэффициент передачи полезного сигнала.

Рисунок 8 – Определение экспериментального напряжения полезного сигнала на сопротивлении Z_вх

Коэффициент передачи полезного сигнала

3. Исследование способа защиты от помех общего вида путем гальванического разделения с помощью трансформатора.

Рисунок 9 – Схема защиты от помех общего вида путём гальванического разделения с помощью трансформатора.

Таблица 3. Задание на лабораторную работу.

Исходные данные	Номер варианта
R1, Ом R2, Ом R3, МОм R4, МОм

Напряжение полезного сигнала во всех вариантах принять равным U = 10 mV, а напряжение помехи общего вида ов = 100 V.

Резисторы R1и R3 в этой схеме имитируют конечные значения сопротивлений ключей и соединительных проводов, а резисторы R2 и R4 имитируют конечные значения сопротивлений утечки и изоляции. Указанные резисторы образуют мостовую схему по отношению к напряжению помехи общего вида ов. При R1*R4 = R2* R3 мост сбалансирован и помеха общего вида полностью подавляется. В противном случае помеха общего вида создает ток в цепи первичной обмотки и трансформируется во вторичную обмотку.

Установим R2 = R1, R4 = R3, в мультиметре нажать клавишу “Settinqs” и в графе “Decibel Standard” установим значение “100 V”. Раскроем панели мультиметра и осциллографа, включим процесс моделирования.

Рисунок 10 – Осциллограмма и коэффициент подавление помехи общего вида

Останавливаем моделирование и установливаем U= 0 mV при ов = 100 V и изменяем параметры резисторов R2 и R4 в соответствии с табл. 3. Включаем процесс моделирования.

Рисунок 11 – Осциллограмма и коэффициент подавление помехи общего вида

Вывод: во время выполнения данной лабораторной работы я ознакомилась со способами защиты от помех общего вида и экспериментально исследовала различные схемотехнические решения путем моделирования в среде EWB 5.12 PRO.

Также я изучила 3 вида защиты от помех общего вида:

1) Симметрирование входных цепей;

2) Применение эквипотенциальной защиты в виде защитного экрана;

3) Гальваническое разделение с помощью трансформатора.

Дата добавления: 2015-08-29