1.3. Определение частотных характеристик
Частотные характеристики могут быть рассчитаны по формулам или сняты экспериментально:
Рис. 1.3. Лабораторный стенд для экспериментального определения частотных характеристик линейного звена
Внизу приведены формулы для вычисления значения модуля |W(ω)| и аргумента φw(ω) ККП на частоте 12.56 рад/сек по результатам измерения амплитуд входного и выходного сигналов и времени запаздывания τ = - 0.1 сек выходного сигнала относительно входного.
Меняя частоту подаваемого на звено синусоидального сигнала, повторяя измерения и вычисления, можно получить значения частотных характеристик в требуемом диапазоне частот.
Vissim вычисляет и строит частотные характеристики выделенного фрагмента схемы, но в нем, как видно на рис. 1.3, можно организовать и измерение необходимых величин для снятия частотных характеристик «вручную».
2. Порядок выполнения работы
2.1. Исследование интегратора
Запустить Vissim. Установить кириллицу: View (Вид) - Fonts (Шрифты) - выбрать шрифт MS Sans Serif, кириллица, размер 8). Выбрать красивое оформление блоков и линий связи: View (Вид) - Presentation Mode (Режим презентации).
2.1.1 Создание лабораторного стенда
Построитьсамостоятельно (см. рис.2.1.) модель виртуального стенда: вынести на рабочее поле Vissim'a генератор ступенчатого сигнала (Blocks - Signal Producer - step), усилитель (Blocks - Arithmetic - gain), интегратор (Blocks - Integration - Integrator) и осциллограф (Blocks - Signal Consumer - plot ), и соединить их. Сделать надписи (Blocks - Annotation - label).
Рис. 2.1. Стенд для построения частотных характеристик интегратора
Примечание.Вход и выход фрагмента схемы, для которого в Vissim'е строится частная характеристика, должны быть присоединены к другим блокам, например в данном случае к генератору и осциллографу соответственно.
2.1.2. Получение графиков частотных характеристик
Запустить моделирование щелчком по кнопке с зеленым треугольником "Пуск (Go)" на панели инструментов Vissim'а.
Выделить фрагмент схемы с усилителем и интегратором, нажав левую кнопку мыши за его пределами и расширив рамку до включения в нее только этих блоков. Отпустить кнопку. Блоки станут черными.
В меню выбрать: Analyze (Анализируй) --> Frequency Response (Частотный отклик):
Рис. 2.2. Вызов частотных характеристик выделенного фрагмента схемы
На рабочем пространстве появятся два графика, вычисленные Vissim'ом и представляющие собой ЛАЧХ и ЛФЧХ выделенного фрагмента схемы. Растянуть их и поместить друг под другом:
Рис.2.3. Исходный вид частотных характеристик интегратора, построенных Vissim'мом. ЛАЧХ (Bode-Magnitude) должна находиться сверху, а ЛФЧХ (Bode-Phase) - ниже
Примечание.Частотный диапазон, в котором Vissim представляет характеристики, зависит от его настроек. С практической точки зрения удобно, когда диапазон составляет 2 - 4 декады, т.е. частота по горизонтальной оси графика изменяется в 100 - 10000 раз. Если при выполнении настоящей работы частотный диапазон построенных Vissim'ом частотных характеристик отличается от показанного на рис.2.3, то следует его изменить, выбрав в меню Analyze --> Frequency Range (Частотный диапазон):
Рис. 2.4. Задание пределов частотной характеристики. Частота будет меняться от 0.1 до 100 рад/сек, т.е. на 3 декады
После этого нужно снова выполнить процедуру построения частных характеристик в соответствии с пунктом 2.2.