лабы / Дз_лаб_29
.pdf
|
|
|
Домашнее задание к лабораторной работе №29 |
|
|
|||||||
Исходные данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
C 2.5 10-9 F |
R0 3.4 103 Ω |
Q 4.6 |
|
F 103 Hz |
|
|
|
|
||||
E |
|
R |
|
|
График вольт-омной характеристики |
|
|
|||||
V |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.0 |
2 |
R0 |
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1.5 |
3 |
R0 |
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
R0 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R kΩ |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
0.65 |
0.8 |
0.95 |
1.1 E 1.25V 1.4 |
1.55 |
1.7 |
1.85 |
2 |
Расчёт статической модуляционной характеристики |
|
||||
Получение значений сопротивления |
|
||||
|
|
|
|
solve,a0,a1 |
|
|
3.4 a0 |
+a1 |
0.5 |
float,2 |
– коэффициенты уравнения |
A |
6.8 a0 |
+a1 |
1.0 |
――――→ 0.0 6.8 |
|
|
|
прямой R(E); |
|||
R E A |
A-1 E 103 |
– уравнение, описывающее вольт-омную характеристику. |
0,1 |
|
|
Получение значений частоты |
||
n 100 |
|
– количество точек; |
lb E =0.5 V |
– левая граница диапазона напряжений; |
|
0 |
|
|
rb E |
=2 V |
– правая граница диапазона напряжений; |
length E -1
1 из 7
SMC |
‖k←0 |
|
|
|
|
| |
|||
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
‖s← |lb|+|rb| ÷n |
| |
|||||||
|
‖for i lb,lb+s rb|| |
||||||||
|
‖ |
‖ |
ω |
|
|
|
|
|
|| |
|
‖ |
‖ |
← 2 π |
|
|
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
k |
C R |
|
i |
|
|| |
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
U ←i |
|
|
|
|
|| |
|
|
‖ |
k |
|
|
|
|
|
|| |
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
||
|
‖ |
‖k←k+1 |
|
|
|
|
|| |
||
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
‖SMC ←U |
|
|
|
|
| |
|||
|
‖ |
|
0 |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
‖SMC ←ω |
|
|
|
|
| |
|||
|
‖ |
|
1 |
|
|
|
|
|
| |
|
‖SMC |
|
|
|
|
|
| |
||
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
– программа расчёта значений частот и напряжений для СМХ
Построение СМХ и определение необходимых параметров |
|
|
|
|
|||||||||
|
0.5 |
|
0.8 |
|
1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7.85 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.3 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.75 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.65 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rad |
||
4.55 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SMC |
|||
4 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
3.45 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.9 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.35 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.8 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
0.65 |
0.8 |
0.95 |
1.1 |
1.25 |
1.4 |
1.55 |
1.7 |
1.85 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
SMC |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Emin 0.5 V |
Emax 1.1 V |
|
|
– границы линейного участка; |
|
|
|
||||||
Uop |
Emax+Emin |
=0.8 V |
|
|
|
|
– напряжение в рабочей точке; |
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Различные частоты: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ωmax |
2 π |
|
|
|
|
|
|
5 rad |
ωmin |
2 π |
|
|
5 rad |
|||
|
|
|
= 7.392 10 |
|
s |
|
|
= 3.36 10 |
|
s |
||||||
|
|
C R Emin |
|
|
|
|
|
C R Emax |
|
|
||||||
ωop |
|
2 π |
|
|
|
|
|
5 |
rad |
|
– частота в рабочей точке; |
|
|
|||
C R Uop |
= 4.62 10 |
|
s |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ωd ωmax-ωop= |
|
|
10 |
5 |
rad |
|
– частота девиации. |
|
|
|||||||
2.772 |
|
s |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 из 7
|
|
|
|
|
3 |
rad |
|
Ω 2 |
π |
F= 6.283 10 |
|
s |
– частота исходного модулирующего сигнала; |
||
Emax-Emin |
=0.3 V |
|
|
– допустимая амплитуда модулирующего сигнала; |
|||
bm |
|
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
mfm |
ωd |
=44.118 |
|
|
– индекс частотной модуляции. |
||
Ω |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ ЧМ сигнала
U t cos Ω t s V – исходный модулирующий гармонический сигнал.
Временная область
Так как коэффициент частотной модуляции много больше единицы, модуляция будет широкополосной.Тогда модулированный сигнал во временной области будет выражаться через функции Бесселя.
Sbfm |
|
t |
|
bm |
|
J0 mfm |
cos ωop t s |
|
|
|
|
– сигнал после ЧМ; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
mfm +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
-1 n cos ω |
|
-n Ω |
t s |
Jn n,m |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
∑ |
op |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
fm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mfm +1 |
cos ωop+n Ω t s Jn n,mfm |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
+ |
∑ |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t 0,10-6 10-3 |
|
|
– промежуток времени для построения графиков. |
||||||||||||||
Частотная область
Спектр модулированного сигнала будет представлять собой набор гармоник с амплитудами Um Jn n,mfm на частотах ωop+ kΩ , где k - mfm+1 mfm+1.
S |
sp_bfm |
|
‖n←round m |
|
|
|
| |
– формула для нахождения амплитуд и частот |
||
|
|
‖ |
|
|
fm |
|
|
| |
гармоник. |
|
|
|
|
‖k←0 |
|
|
|
| |
|||
|
|
|
‖for i -n,-n+1 n |
|| |
|
|||||
|
|
|
‖ |
‖ |
| |
| |
| |
| |
|| |
|
|
|
|
‖ |
|| |
|
|||||
|
|
|
‖ |
C ←|bm Jn |
i |
,mfm | |
|
|||
|
|
|
‖ |
k |
|
|
|
|| |
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
ω ←ωop+Ω i |
|
|| |
|
||
|
|
|
‖ |
‖ |
k |
|
|
|
|| |
|
|
|
|
‖ |
‖k←k+1 |
|
|
|
|| |
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|| |
|
|
|
|
‖Cω ←ω |
|
|
|
| |
|
||
|
|
|
‖ |
|
0 |
|
|
|
| |
|
|
|
|
‖Cω ←C |
|
|
|
| |
|
||
|
|
|
‖ |
|
1 |
|
|
|
| |
|
|
|
|
‖Cω |
|
|
|
| |
|
||
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
| |
|
3 из 7
U t V
Sbfm t V
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.20 |
1 10 |
2 10 |
3 10 |
4 10 |
5 10 |
6 10 |
7 10 |
8 10 |
9 10 |
0.001 |
-0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
Графи исходного сигнала во временной области |
|
|
||||||||
0.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.07 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.070 |
1 10 |
2 10 |
3 10 |
4 10 |
5 10 |
6 10 |
7 10 |
8 10 |
9 10 |
0.001 |
-0.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
График сигнала после ЧМ во временной области |
|
|
||||||||
1.855 105 |
4.62 105 |
7.385 105 |
|
61 |
|
|
|
55.5 |
|
|
|
50 |
|
|
|
44.5 |
|
|
|
39 |
|
|
|
33.5 |
|
|
|
28 |
|
Ssp_bfm |
mV |
22.5 |
|
||
17 |
|
|
1 |
|
|
|
|
11.5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
0.5 |
|
|
|
1.85 10 2.4 10 2.95 10 3.5 10 4.05 10 4.6 10 |
|
5.15 10 |
5.7 10 6.25 10 6.8 10 7.35 10 7.9 10 |
|||
|
Ssp_bfm |
|
rad |
|||
|
0 |
|
s |
|
||
|
|
|
|
|
||
Спектрограмма модулированного сигнала
4 из 7
Расчёт и построение статической характеристики детектирования |
|
|
|
||||||||||||
Расчёт СХД осуществляется для частотного детектора на расстроенных контурах. |
|
||||||||||||||
ωr1 ωop-ωd= |
|
|
10 |
5 |
|
rad |
– резонансная частота первого контура; |
|
|||||||
1.848 |
|
|
s |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ωr2 ωop+ωd= |
|
|
10 |
5 |
|
rad |
– резонансная частота второго контура. |
|
|||||||
7.392 |
|
|
s |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула для расчёта СХД: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Im 1 A |
|
|
|
|
|
|
|
– амплитуда тока; |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
- |
|
1 |
|
|
|
|
||
I0 ω Im |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
– СХД; |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
ω rad -ωr2 |
2 |
|
|
ω rad -ωr1 |
|
|
|||||
|
|
1+ 2 Q |
|
|
s |
|
1+ 2 1.15 |
s |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
ωr2 |
|
|
|
|
ωr1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ω 1 105 ,1.1 105 8 105 |
|
– промежуток частот для построения графика. |
|||||||||||||
|
|
|
1.848 105 |
|
|
|
|
4 105 |
4.62 105 |
5.5 105 |
|
7.392 105 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I0 ω |
A |
1 10 |
1.7 10 |
2.4 10 |
3.1 10 |
3.8 10 |
4.5 10 |
5.2 10 |
5.9 10 |
6.6 10 |
7.3 10 |
8 10 |
|||||
-0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z1 ω |
|
-0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z2 ω |
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графики СХД и АЧХ колебательных контуров |
|
|
|
|||||||||
5 из 7
Расчёт коэффициента нелинейных искажений и определение необходимых для этого параметров
Определение рабочего участка и рабочей точки |
|
||||||||||||
ωmin 4 105 rad |
|
ωmax 5.5 10 |
5 rad |
– границы линейного участка СХД; |
|||||||||
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
ωop |
ωmax+ωmin |
= |
|
|
|
|
5 |
rad |
|
– частота рабочей точки; |
|||
2 |
|
4.75 10 |
|
|
s |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ωd |
ωmax-ωmin |
|
|
|
10 |
4 |
|
|
rad |
|
– частота девиации. |
||
|
2 |
= 7.5 |
|
|
|
|
s |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расчёт коэффициента нелинейных искажений методом пяти ординат
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
imax I0 ωmax |
|
=0.176 A |
|||||||
|
|
|
rad |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
i1 I0 |
|
ωop+ |
ωmax |
|
|
=0.096 A |
|||
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
rad |
|
|||
i0 I0 |
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
ωop |
|
=0.024 A |
|||||||
|
|
|
rad |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
i2 I0 |
|
ωop+ |
ωmin |
|
|
=-0.046 A |
|||
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
rad |
|
|||
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
imin I0 ωmin |
|
=-0.119 A |
|||||||
|
|
|
rad |
|
|
|
|
||
–ток на максимальной частоте;
–ток середины левой половины рабочего участка;
–ток в рабочей точке;
–ток середины правой половины рабочего участка;
–тока на минимальной частоте.
Тогда амплитуды гармоник тока будут равны:
I1 |
|
imax-imin+i1-i2 |
=0.146 A |
|
|
– ток первой гармоники; |
||||
3 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
imax+imin-2 i0 |
=0.002 A |
|
|
– ток второй гармоники; |
||||
4 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
imax-imin-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
I3 |
|
i1 |
-i2 |
=0.002 A |
|
– ток третьей гармоники; |
||||
6 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
imax+imin-4 |
|
|
|
|
+6 i0 |
|
-5 |
|
I4 |
|
i1 |
+i2 |
A – ток четвёртой гармоники. |
||||||
|
12 |
|
|
|
|
= 3.598 10 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 из 7
В итоге КНИ будет равен:
THD 2
I22 +I32 +I42 100=2.01
I1
7 из 7
