Logo
Logo

Мост Вина

Разбалловка

A1  2.00 Выразите условие балансировки моста как соотношение только между номиналами его элементов. При какой частоте $f_\mathrm{bal}$ происходит балансировка?

A1. 1 $\dfrac{C_1}{C_2}=\dfrac{R_4}{R_3}-\dfrac{R_2}{R_1}$ 1.20
A1. 2 $f_\text{bal}=\dfrac1{2\pi}\dfrac1{\sqrt{R_1R_2C_1C_2}}$ 0.80
A2  4.00 С помощью моста Вина как можно точнее найдите ёмкости выданных вам конденсаторов. Оцените погрешность полученных ответов.

Примечание: Поскольку «земля» генератора и осциллографа общие, то при подключении приборов в схему напрямую, один из компонентов моста Вина будет фактически исключен из цепи (два его вывода будут иметь одинаковый потенциал). Чтобы решить эту проблему необходимо использовать трансформатор. Одну его обмотку необходимо подключить к мосту Вина, а со второй обмотки снимать данные на осциллографе.

Примечание: Трансформатор втыкайте только в маленькую макетную плату, поскольку его ножки могут повредить контакты большой!

Сборка моста, с помощью которой можно достичь:
A2. 2 $\dfrac{C_1}{C_2}\in[1;10]$ 0.70
A2. 3 $\dfrac{C_1}{C_2}\in[1;6.8]$ 0.50
A2. 4 $\dfrac{C_1}{C_2}\in[1;3.3]$ 0.30
A2. 5
№ конденсатора1234567
Ёмкость $C$, нФпо 0.2[95.4;109.4][137.8;158.0][193.4;221.8][281.8;323.1][395.2;453.2][618.5;709.3][888.9;1019.4]
по 0.4[98.9;105.9][142.9;153.0][200.5;214.7][292.1;312.8][409.7;438.7][641.2;686.6][921.5;986.8]
14 × 0.20
A2. 6 Адекватная оценка погрешностей 0.50
B1  2.00 Найдите передаточную функцию моста Вина $H(f)$. При какой частоте $f_0$ эта функция имеет особенность? На какую величину $H_\infty$ передаточная функция выходит в пределе больших и малых частот?

B1. 1 Передаточная функция $H(f)=\dfrac13\dfrac{\left|1-\Omega^2\right|}{\sqrt{\left(1-\Omega^2\right)^2+9\Omega^2}}$, $\Omega=2\pi fR_1C_1$ 1.60
B1. 2 «Обнуляющая» частота $f_0=1/{2\pi R_1C_1}$ 0.20
B1. 3 Асимптотика $H_\infty=1/3$ 0.20
B2  1.00 Соберите частотный фильтр из имеющегося у вас оборудования. Подав на вход синусоидальный сигнал, найдите минимальную экспериментально достижимую величину передаточной функции $H_{\text{exp}\,\text{min}}$.

B2. 2 $H_{\text{exp}\,\text{min}}\sim10^{-2}$ 1.00
B3  1.00 Предложите метод, позволяющий отфильтровать постоянную компоненту и несущую гармонику сигнала диода и найдите относительную амплитуду $\dfrac{U_\text{high}}{U_\text{in}}$ высших гармоник. Оцените погрешность, используя результат предыдущего пункта.

Подсказка: Можете считать, что передаточная функция моста Вина выходит на константу достаточно быстро. Учтите, что передаточная функция трансформатора не обязательно равна $1$!

B3. 1 Предложен способ отфильтровать несущую гармонику 0.20
B3. 2 Предложен способ отфильтровать постоянную компоненту 0.20
B3. 3 Измерена передаточная функция трансформатора 0.20
B3. 4 $\dfrac{U_\text{high}}{U_\text{in}}=\dfrac3{H_\text{trans}}\dfrac{U_\text{out}}{U_\text{in}}\sim0.5$ 0.20
B3. 5 Адекватная оценка погрешности 0.20