лабы / лаба_22_пример

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 22

«ПРОХОЖДЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ НЕЛИНЕЙНУЮ ЦЕПЬ»

1. 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

ток i, мА	3	2	1,4	1,1	0,5	0,2	0,1	0	0	0
напр. смещ. E, В	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5

ВАХ диода

E₀=3,1 В - напряжение отсечки

S = -tgα  - 0,9 мА/В - крутизна аппроксимирующей прямой.

Аппроксимирующая ВАХ имеет вид:

Для полученных значений E₀ и S имеем

Амплитуда входного сигнала:

U_m=E₀/2=1,55 В;

Расчет значений напряжений смещения и амплитуд гармоник.

Уравнение для угла отсечки имеет вид:

Из этого соотношения выразим напряжение смещения:

E = E₀ + U_m cosθ ; E = 3,1 + 1,55 cosθ ;

Амплитуды гармоник рассчитываем по формуле: I_k=|SU_mγ_k(θ)| 1,35|γ_k(θ)|

Θ0	0	30	60	90	120	150	180
E, В	4,65	4,2	3,88	3,1	2,32	2,0	1,55
I0,мА	0	0,023	0,135	0,432	0,81	1,188	1,35
I1, мА	0	0,034	0,27	0,671	1,08	1,26	1,35
I2, мА	0	0,034	0,189	0,284	0,189	0,054	0
I3, мА	0	0,034	0,09	0	0,09	0,034	0

График зависимости амплитуд гармоник токов I_k от напряжения смещения E:

Расчет амплитуд гармоник методом пяти ординат.

По заданной ВАХ определяем токи для пяти значений напряжения смещения:

Е, Е+ U_m , Е- U_m , Е+ U_m/2, Е- U_m/2.

Напряжение Е выбираем в пределах от 1,55 В до 4,65 В (6 разных значений).

Для каждого значения смещения определяем амплитуды гармоник.

Пусть E=3,5 B, U_m=1,55 В.

Е=3,5 В, i₀=0,2 мА ; Е=5,05 В, i_max=0 мА ; Е=1,95 В, i_min=0,9 мА ;

Е=4,28 В, i₁=0 мА ; Е=2,72 В, i₂=0,5 мА.

I₀= (i_max + i_min +2i₁ +2i₂ )/6, I₀=0,32 мА;

I₁=(i_max - i_min + i₁ -i₂ )/3, |I₁|=4,7 мА;

I₂=(i_max + i_min -2i₀ )/4, |I₂|=0,125 мА;

I₃=(i_max - i_min - 2i₁ +2i₂ )/6, |I₃|=0,017 мА;

4