Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

TETs_Sobolev

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
27.05.2023
Размер:
23.29 Mб
Скачать

270

Г л а в а 6

6.6.6.9.Сконструировать на рабочем поле редактора схему, изображённую на рис. 6.85,a и осуществляющую однополупериодное выпрямление сигнала, задав ЭДС источника e1 = 100 sin(2 106t) B. Получить и занести в отчёт графики временных´ зависимостей тока в цепи и напряжений на выходе источника и на резисторе R2.

6.6.6.10.Получить и занести в отчёт графики амплитудных спектров тока в цепи и напряжений на выходе источника и на резисторе R2. Сравнить амплитудный спектр напряжения на резисторе R2 со спектром тока, полученным в результате предварительного расчёта по п. 6.4.3.2. В отчёте отметить, что исследуемая цепь является нелинейной, поэтому в токе и, следовательно, в напряжении на резисторе

R2 возникли новые гармонические составляющие, существенно изменившие форму выходного напряжения по сравнению с напряжением на входе цепи.

6.6.6.11.Задать в ранее сконструированной схеме новую ЭДС,

состоящую из двух гармонических составляющих e1 = 90 sin(22 106t) + 90 sin(2 3 106t) B. Получить и занести в отчёт графики временных´ зависимостей величин, указанных в п. 6.6.6.9.

6.6.6.12.Получить и занести в отчёт графики амплитудных спектров, перечисленных в п. 6.6.6.10. В отчёте указать, в результате каких сочетаний частот входного сигнала возникли новые составляющие в спектре выходного сигнала.

6.6.6.13.Сконструировать на рабочем поле редактора схему, изображённую на рис. 6.85,b и осуществляющую двухполупериодное выпрямление сигнала, задав ЭДС источника e1 = 100 sin(2 106t) B. Получить и занести в отчёт графики временных´ зависимостей тока, протекающего через R2, и напряжений на выходе источника и на резисторе R2.

6.6.6.14.Получить и занести в отчёт графики амплитудных спектров величин, перечисленных в п. 6.6.6.13. Сравнить амплитудный спектр напряжения на резисторе R2 с соответствующим спектром тока, полученным в процессе предварительного расчёта по п. 6.4.3.2. Заметить, что спектр этого напряжения (как и спектр тока через R2) содержит только чётные гармоники входного сигнала. Составляющая, изменяющаяся с частотой входного сигнала, полностью подавлена. Вторая гармоника имеет наибольшую амплитуду, а соседние

сней гармоники отсутствуют. Поэтому данная схема при построении удвоителя частоты предпочтительнее схемы, исследованной по пп. 6.6.6.9–6.6.6.12.

6.6.6.15.Сконструировать на рабочем поле редактора схему, изображённую на рис. 6.85,v, задав ту же ЭДС источника, что и в двух предыдущих пунктах. Получить и занести в отчёт графики вре-

Рис. 6.86. Преобразование спектров в удвоителе частоты

Спектральный анализ периодических сигналов

271

менных´ зависимостей тока через R2 и напряжений на выходе источника и на ёмкости C1.

6.6.6.16. Получить и занести в отчёт графики амплитудных спектров тока через R2 и напряжений на выходе источника и на ёмкости C1. Отметить в отчёте, что исследуемая схема является удвоителем частоты. Преобразование спектров в ней осуществляется в соответствии с рис. 6.86.

6.6.7. Методические указания

6.6.7.1. При выполнении данной работы следует снимать опцию Auto Scale Ranges, а тре-

буемые граничные значения диапазонов на осях

выдаваемых графиков задавать в полях X Range и Y Range окна Transient Analysis Limits.

6.6.7.2. При выполнении экспериментов по каждому пункту задания параметры процедуры анализа следует устанавливать в соответствии с табл. 6.18.

6.6.7.3. Обратите внимание на то, что при выполнении пп. 6.6.6.1, 6.6.6.2, 6.6.6.9–6.6.6.16 и пп. 6.6.6.3–6.6.6.8 должны быть использова-

Таблица 6.18

Пункт

P

X Exp-

Y Expression

X

Y

Time

Maximum

 

 

ression

 

Range

Range

Range

Time Step

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

T

v(1)

4u

1.2, -1.2

 

 

6.6.6.1

2

T

v(2)

4u

1.2, -1.2

4u

1n

 

3

T

v(4)

4u

1.2, -1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

1, 0

 

 

6.6.6.2

2

F

HARM(v(2))

1e7

1, 0

64u

1n

 

3

F

HARM(v(4))

1e7

1, 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

T

v(1)

8u

5, 0

 

 

6.6.6.3

2

T

v(2)

8u

0.6, -5

8u

1n

 

3

T

v(4)

8u

0.2, -5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

2.5, 0

 

 

6.6.6.4

2

F

HARM(v(2))

1e7

0.7, 0

64u

1n

 

3

F

HARM(v(4))

1e7

0.15, 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

F

PHASE(FFT(v(1))

1e7

180, -180

 

 

6.6.6.5

2

F

PHASE(FFT(v(2))

1e7

180, -180

1u

1n

 

3

F

PHASE(FFT(v(4))

1e7

180, -180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

T

v(1)

8u

5, 0

 

 

6.6.6.6

2

T

v(3)

8u

6, -5

8u

1n

 

3

T

v(6)

8u

6, -5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

272

 

 

 

 

 

 

Г л а в а 6

 

 

 

 

 

Окончание табл. 6.18

Пункт

P

X Exp-

Y Expression

X

Y

Time

 

Maximum

 

 

ression

 

Range

Range

Range

 

Time Step

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

2.5, 0

 

 

 

6.6.6.7

2

F

HARM(v(3))

1e7

2.5, 0

64u

 

1n

 

3

F

HARM(v(6))

1e7

2.5, 0

 

 

 

 

1

F

PHASE(FFT(v(1))

1e7

180, -180

 

 

 

6.6.6.8

2

F

PHASE(FFT(v(3))

1e7

180, -180

1u

 

1n

 

3

F

PHASE(FFT(v(6))

1e7

180, -180

 

 

 

 

1

T

v(1)

4u

120, -120

 

 

 

6.6.6.9

2

T

i(R2)

4u

0.5, 0

4u

 

1n

 

3

T

v(R2)

4u

50, 0

 

 

 

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

100, 0

 

 

 

6.6.6.10

2

F

HARM(i(R2))

1e7

0.25, 0

1u

 

1n

 

3

F

HARM(v(R2))

1e7

25, 0

 

 

 

 

1

T

v(1)

4u

200, -170

 

 

 

6.6.6.11

2

T

i(R2)

4u

1, 0

4u

 

1n

 

3

T

v(R2)

4u

100, 0

 

 

 

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

100, 0

 

 

 

6.6.6.12

2

F

HARM(i(R2))

1e7

0.25, 0

1u

 

1n

 

3

F

HARM(v(R2))

1e7

25, 0

 

 

 

 

1

T

v(1)

4u

120, -120

 

 

 

6.6.6.13

2

T

i(R2)

4u

0.5, 0

4u

 

1n

 

3

T

v(R2)

4u

50, 0

 

 

 

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

100, 0

 

 

 

6.6.6.14

2

F

HARM(i(R2))

1e7

0.32, 0

1u

 

1n

 

3

F

HARM(v(R2))

1e7

32, 0

 

 

 

 

1

T

v(1)

1e-5

120, -120

 

 

 

6.6.6.15

2

T

i(R2)

1e-5

0.5, 0

10u

 

1n

 

3

T

v(C1)

1e-5

25, -25

 

 

 

 

1

F

HARM(v(1))

1e7

100, 0

 

 

 

6.6.6.16

2

F

HARM(i(R2))

1e7

0.32, 0

100u

 

10n

 

3

F

HARM(v(C1))

1e7

22, 0

 

 

 

ны источники напряжения разных типов: в первом случае — источники напряжения NFV, описываемые математическими зависимостями, во втором случае — источники импульсного напряжения Pulse Source, параметры которых в окне Value задаются ключевым словом SAWTOOTH.

6.6.7.4. При конструировании схемы по п. 6.6.6.9 следует использовать обычный диод, а при сборке схемы диодного моста по пп. 6.6.6.13 и 6.6.6.15 — диоды, повёрнутые на 45, т. е. D45, вращая их до нужного положения обычным методом (щелчками по правой клавише мыши при удержании в нажатом положении левой клавиши). В обоих случаях в окне Value целесообразно указывать тип D74S.

6.6.8. Графики

В результате выполнения работы должны быть получены графики, представленные на рис. 6.87–6.102.

Спектральный анализ периодических сигналов

273

Рис. 6.87. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.1

Рис. 6.88. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.2

Рис. 6.89. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.3

274

Г л а в а 6

Рис. 6.90. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.4

Рис. 6.91. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.5

Рис. 6.92. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.6

Спектральный анализ периодических сигналов

275

Рис. 6.93. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.7

Рис. 6.94. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.8

Рис. 6.95. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.9

276

Г л а в а 6

Рис. 6.96. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.10

Рис. 6.97. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.11

Рис. 6.98. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.12

Спектральный анализ периодических сигналов

277

Рис. 6.99. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.13

Рис. 6.100. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.14

Рис. 6.101. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.15

278

Г л а в а 6

Рис. 6.102. Зависимости, полученные по заданию в п. 6.6.6.16

электрических величин
Рис. 7.1. Четырёхполюсник и условные направления внешних

Г л а в а 7

ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКИ

7.1. Основные параметры четырёхполюсников

7.1.1. Цели изучения

1. Ознакомление с основными параметрами четырёхполюсников.

2. Выяснение физического смысла основных параметров.

3. Ознакомление с методикой расчёта основных параметров.

7.1.2. Основные теоретические положения

7.1.2.1. В задачах синтеза различных электрических цепей часто оказывается полезным использование различных способов описания четырёхполюсников. Некоторые общие свойства четырёхполюсников можно изучать безотносительно к их конкретным схемам.

Будем придерживаться таких условных направлений напряжений и токов на входе и выходе четырёхполюсников, как это показано на рис. 7.1. При наличии источника между по-

люсами 1–1 и нагрузки между полюсами 2–2 напряжение на ней связано с соответствующим

током следующим соотношением: U2 = I2Zн. Связь между входными и выходными напряжениями и токами линейного неавтономно-

го четырёхполюсника (т. е. четырёхполюсника, не содержащего независимых источников) может быть выражена одной из следующих форм основных уравнений:

I

1

 

 

Y

11

Y

12

U

1

 

U

1

I1 = Y 11U1 + Y 12U2;

 

] =

 

 

 

]

 

 

]; или I2 = Y 21U1 + Y 22U2;

[I2

[Y 21

Y 22

][U2

= [Y ] [U2

U

1

 

Z

11

Z

12

I

1

 

I

1

 

U1 = Z11I1 + Z12I2;

 

 

] =

 

 

 

 

 

]

 

]; или

[U2

[Z21

Z22

][I2

= [Z] [I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2 = Z21I1 + Z22I2;

Соседние файлы в предмете Теоретические основы электротехники