Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Спектр входной и выходной реакций четырехполюсника.






     

    Построим спектры входной и выходной реакций при воздействии заданного треугольного импульса:

     

    Входная реакция:

     

     

    Рис.39 Амплитудный спектр входной реакции

     

     

    Рис.40 Фазовый спектр входной реакции

     

    По графику определим эффективную полосу частот по уровню , где - максимальное значение входного сигнала.:

     

     

    Выходная реакция:

     

     

     

    Рис.41 Амплитудный спектр выходного сигнала

     

     

    Рис.42 Фазовый спектр выходного сигнала

    По графику определим эффективную полосу частот по уровню , где - максимальное значение входного сигнала.:

     

    Из анализа и сравнения спектров входного сигнала и выходной реакции сделаем выводы:

    - ширины спектра делаем вывод, что длительность выходного сигнала больше, чем входного ;

    - максимальная амплитуда гармоник спектра выходного сигнала меньше, чем входного ;

    - фазовые спектры входного сигнала и выходной реакции идентичны.


    8. Вычисление реакции четырёхполюсника на периодический сигнал.

    При расчёте цепей несинусоидального переменного тока используют разложение периодических функций в одну из форм гармонического ряда Фурье. Если периодическая негармоническая функция представляется суммой мгновенных значений гармонических колебаний различных частот , где n = 1, 2,.. - порядковый номер гармоники, , то ряд Фурье записывается в следущем виде:

    где A0= , комплексная амплитуда

    -й гармоники.

    Заданную периодическую последовательность импульсов представим в виде ряда Фурье в системе MathCad:

     

    Для определения количества учитываемых гармоник построим дискретный спектр амплитуды входного сигнала:

    Рис.43 Амплитудный спектр входного сигнала

     

    Из спектра видно, что 95% мощности сигнала передается первыми пятью гармониками , но мы для большей точности сигнала и соответствия его заданной форме возьмем первые 10 гармоник.

     

     

    Покажем полученную функцию входного сигнала в численном виде, указав несколько первых и несколько последних слагаемых:

    График входного сигнала, разложенного в ряд Фурье:

     

    Рис.44. График заданного периодического входного сигнала

     

    Определим входную реакцию на периодический сигнал:

     

    Рис.45 График входной реакции

     

    Определим выходную реакцию на периодический сигнал:

    Рис.45 График выходной реакции

     

    Графики входной и выходной реакций отличаются от входного периодического импульсного сигнала как по форме, так и по длительности. Из этого можно сделать вывод о высокой степени искажений сигнала в цепи четырехполюсника.

    Сравним графики входного сигнала и выходной функции:

    - форма выходной реакции сильно искажена;

    - в напряжении выходной реакции присутствует реактивная составляющая, сильно влияющая на форму;

    - амплитуда и средняя величина выходной реакции в несколько раз меньше, чем входного сигнала;

    - наблюдается запаздывание по времени выходной реакции относительно входной.


    9. Экспериментальная проверка результатов расчёта четырёхполюсника.

     

    Соберем схему четырехполюсника в Multisim:

     

    Рис.46 Схема четырёхполюсника

     

    Снимем переходные характеристики:

     

    Рис.47 Осциллограмма тока на индуктивности L1

     

    Рис.48 Осциллограмма тока на индуктивности L2

     

    Рис.49 Осциллограмма напряжения источника тока


    Рис.50 Осциллограмма тока на резисторе R2

     

    Снимем реакции на сигнал заданной формы:

     

    Рис.51 Схема четырехполюсника при подаче на него сигнала заданной формы.

     

    Рис.52 Осциллограмма входной реакции на заданный импульс

     

    Рис.53 Осциллограмма выходной реакции на заданный импульс

     

    Графики, полученные при экспериментальной проверке, совпадают с результатами расчетов.

     

     

    Заключение

    В данной курсовой работе было проведено исследование электрической цепи с двумя накопителями энергии. Были определены основные параметры, характеризующие цепь: составлены уравнения относительно переменных состояния, рассчитаны переходная и импульсная характеристики цепи. Также была составлена операторная схема замещения цепи, и произведен расчет цепи в частотной области: определены входные и выходные спектры сигнала и частотные характеристики. Произведен расчет входной и выходной реакции цепи на одиночный импульсный сигнал и последовательность импульсов. Представлена экспериментальная проверка с помощью средств компьютерного моделирования библиотеки Simulink системы MATLAB, а также виртуальных элементов и измерительных средств системы Multisim Electronics Workbench.

    Исследовав заданный четырехполюсник на различные характеристики разными методами, можно сделать ряд выводов:

    1. Заданный четырехполюсник является фильтром высокой частоты.
    2. Выходной сигнал имеет высокую погрешность по сравнению с входным сигналом. А также входная и выходная реакции отличны от входного сигнала.
    3. Переходные характеристики носят периодический колебательный характер.
    4. После проведения экспериментальной проверки был предложен вариант изменения параметров для снижения степени искажений.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.