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

лабы / Дз_лаб_29

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
13.05.2026
Размер:
473.24 Кб
Скачать

 

 

 

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

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 ωmaxop=

 

 

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

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

 

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 ωopd=

 

 

10

5

 

rad

– резонансная частота первого контура;

 

1.848

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωr2 ωopd=

 

 

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 r2

2

 

 

ω rad r1

 

 

 

 

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

ωmaxmin

=

 

 

 

 

5

rad

 

– частота рабочей точки;

2

 

4.75 10

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωd

ωmaxmin

 

 

 

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 2I22 +I32 +I42 100=2.01

I1

7 из 7

Соседние файлы в папке лабы