Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
24
Добавлен:
15.09.2021
Размер:
141 Кб
Скачать
    1. Фигуры Лиссажу

Фигуры Лиссажу - замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно гармонические колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Вид фигур Лиссажу зависит от соотношения между амплитудами, частотами и фазами обоих колебаний. В случае равенства частот колебаний фигура Лиссажу представляет собой эллипс, который при разности фаз 0 или π вырождается в отрезок прямой, а при разности фаз π/2 и равенстве амплитуд превращается в окружность. Если частоты колебаний не равны, разность фаз изменяется во времени, что приводит к образованию фигур Лиссажу сложной формы как устойчивых, так и динамически изменяющихся во времени.

Если частоты колебаний относятся как целые числа, то через промежуток времени, равный наименьшему кратному обоих периодов колебаний, движущаяся точка возвращается в исходное положение, образуя устойчивую фигуру Лиссажу.

Математический анализ показывает, что для соотношения частот колебаний справедливо следующее выражение:

,

где - частоты гармонических колебаний вдоль осей X и Y соответственно; - количество точек пересечения горизонтальной и вертикальной секущих с неподвижной фигурой Лиссажу.

    1. Анализ rc-цепи

Исследовать соотношения между амплитудами, частотами и фазами гармонических колебаний можно на RC-цепи (рис. 1), которая является апериодическим звеном.

Апериодическое звено первого порядка описывается дифференциальным уравнением

где - входной гармонический сигнал; - выходной гармонический сигнал; - постоянная времени, определяющая частотные свойства звена; - коэффициент передачи звена.

Рис.1. Апериодическое звено (RC-цепь)

Дифференциальное уравнение RC-цепи:

где - частота сигнала.

Для определения амплитудно-частотной (АЧХ) и фаза-частотной характеристик (ФЧХ) звена найдем его комплексную передаточную характеристику, которая определяется уравнением

где для RC-цепи, - частота сигнала.

Амплитудно-частотная характеристика апериодического звена определяется уравнением

Фазово-частотная характеристика апериодического звена определяется следующим уравнением:

Рис.2. Фигура Лиссажу

Для определения отношения амплитуд и разности фаз гармонических сигналов на входе и выходе апериодического звена (АЧХ и ФЧХ апериодического звена) методом фигур Лиссажу с помощью осциллографа необходимо на вход CH1 осциллографа подать сигнал, поступающий на вход звена , а на вход CH2 осциллографа подать сигнал с выхода звена . На экране осциллографа появится изображение фигуры Лиссажу (рис.2).

Тогда ФЧХ звена определяется уравнением

а АЧХ звена

  1. Практическая часть

    1. Поверка амплитуды генератора ni elvis.

Произведем поверку амплитуды генератора NI ELVIS в режиме выдачи

импульсного сигнала по методу замещения. При этом амплитуда

импульса на выходе генератора NI ELVIS является измеряемой величиной, а источник сигнала известной (регулируемой) величины с генератора NI PXI – мерой.

Выставленные значения:

NI ELVIS: 450 Гц и 6 В

PXI: 450 Гц и 5.998 В Рассчитаем относительную погрешность для амплитудных сигналов:

Соседние файлы в папке лабы 2021г (метрология и электрорадиоизмерения)