МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский технический университет связи и информатики»
(МТУСИ)
Кафедра Информатики
Лабораторная работа №22
по дисциплине «Общая теория связи»
по теме:
«Прохождение периодических сигналов через нелинейную цепь»
Вариант 1
Выполнили: студенты группы БИН220*
*
Проверила:
Доцент Кудряшова А.Ю.
Москва 2024
Цель работы: Исследование формы и спектра тока на выходе резистивного нелинейного элемента при гармоническом входном напряжении.
Схема эксперимента
2. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
Вариант № 1. Исходные данные:
ВАХ нелинейного элемента
напр. смещ. E, В |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
ток i, мА |
3 |
2 |
1,4 |
1,1 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
ВАХ диода
E0=3 В - напряжение отсечки
S = -tgα - 0,826 мА/В - крутизна апроксимирующей прямой.
Апроксимирующая ВАХ имеет вид:
Для полученных значений E0 и S имеем
Амплитуда входного сигнала:
Um=E0/2=1,5 В;
Расчет значений напряжений смещения и амплитуд гармоник.
Уравнение для угла отсечки имеет вид:
Из этого соотношения выразим напряжение смещения:
E = E0 + Um cosθ ; E = 3 + 1,5 cosθ ;
Амплитуды гармоник рассчитываем по формуле: Ik=|SUmγk(θ)| 1,239|γk(θ)|
Θ0 |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
E, В |
4,5 |
4,299 |
3,75 |
3 |
2,25 |
1,701 |
1,5 |
I0,мА |
0 |
0,018 |
0,135 |
0,394 |
0,755 |
1,092 |
1,239 |
I1, мА |
0 |
0,036 |
0,242 |
0,62 |
0,997 |
1,204 |
1,239 |
I2, мА |
0 |
0,064 |
0,176 |
0,413 |
0,295 |
0,074 |
0 |
I3, мА |
0 |
0,028 |
0,089 |
0 |
0,179 |
0,028 |
0 |
График зависимости амплитуд гармоник токов Ik от напряжения смещения E:1.239
Расчет амплитуд гармоник методом пяти ординат.
По заданной ВАХ определяем токи для пяти значений напряжения смещения:
Е, Е+ Um , Е- Um , Е+ Um/2, Е- Um/2.
Напряжение Е выбираем в пределах от 1,5 В до 4,5 В (6 разных значений).
Для каждого значения смещения определяем амплитуды гармоник.
Формулы нахождения токов:
I0 = (imax + imin + 2i1 + 2i2)/6
I1 = (imax - imin - i1 - i2)/3
I2 = (imax + imin - 2i0)/4
I3 = (imax - imin - 2i1 + 2i2)/6
Таблица imax, imin ,i1, i2, i0
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
imax |
0 |
0 |
0 |
0.12 |
0 |
0.02 |
imin |
2.32 |
2.27 |
2.06 |
1.18 |
0.74 |
0.48 |
i1 |
0.49 |
0.47 |
0.455 |
0.385 |
0.185 |
0.135 |
i2 |
1.71 |
1.67 |
1.525 |
0.915 |
0.555 |
0.365 |
i0 |
1 |
0.63 |
0.33 |
0 |
0 |
0 |
Итоговая таблица
E(В) |
1,8 |
2,1 |
2,4 |
3 |
3,6 |
3,9 |
I0 |
0,856 |
0,681 |
0,554 |
0,393 |
0,102 |
0 |
I1 |
1,133 |
0,983 |
0,817 |
0,457 |
0,157 |
0 |
I2 |
0 |
0,248 |
0,391 |
0,332 |
0,201 |
0 |
I3 |
0 |
0,201 |
0,267 |
0 |
0,136 |
0 |
График зависимости амплитуд гармоник токов Iк от напряжения смещения E.
Выполнение
Осциллограмма
График зависимости амплитуд гармоник токов Ik от напряжения смещения E
