ЛР 22 ОТС

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Факультет «Сетевая Инженерия» (СиСС)

Кафедра «Общая теория связи»

Дисциплина «Общая теория связи»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №22

«Прохождение периодических сигналов через нелинейную цепь»

Выполнили: Панюкова Виктория,

Балыбердина Анастасия

группа БИН2401

Проверил: Терехов Алексей Николаевич

Москва 2026

Цель работы: исследование формы и спектра тока через нелинейный резистивный элемент при гармоническом входном напряжении в режиме с отсечкой тока

Таблица 1 – исходные данные

Аппроксимирующая ВАХ имеет вид:

Для полученных значений E₀ и S имеем:

E_о = 3 В (аппроксимация); S = -0.826 мА/В.

Рисунок 1 – ВАХ нелинейного элемента и его аппроксимация

Амплитуда входного сигнала:

U_m = 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 + U_m cos(θ);

E = 3 + 1,5cos(θ).

Рисунок 2 – зависимость напряжения смещения от угла отсечки

Амплитуды гармоник рассчитываем по формуле: I_k=|SU_mγ_k(θ)| 1.239|γ_k(θ)|

Таблица 2 – зависимость амплитуд тока разных гармоник от угла отсечки

Амплитуды тока, мА (напряжение смещения, В) /угол отсечки, градусы	0	30	60	90	120	150	180
E	4.5	4.3	3.75	3	2.25	1.7	1.5
I0	0	0.44	0.87	1.24	1.49	1.51	1.24
I1	0	0.12	0.23	0.62	1.18	1.48	1.24
I2	0	0.001	0.09	0.26	0.085	0.23	0
I3	0	0.002	0.05	0	0.15	0.027	0

Рисунок 3 – зависимость амплитуд тока гармоник от напряжения смещения (функциями Берга)

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.

Для каждого значения смещения определяем амплитуды гармоник.

Пусть E = 2 В, U_m = 1.5 В, тогда:

Е = 2 В, Е+ U_m = 3.5 В, Е- U_m = 0.5 В, Е+ U_m/2 = 1.75 В, Е- U_m/2 = 0.25 В.

I₀= (i_{max +} i_{min +}2i₁ +2i₂₎/6, I₀=0.86 мА; I₁= (i_{max -} i_{min +} i₁ -i₂₎/3, |I₁|=1.06 мА.

I₂= (i_{max +} i_{min -}2i₀₎/4, |I₂|=0.25 мА; I₃= (i_{max -} i_{min -} 2i₁ +2i₂₎/6, |I₃|=0.06 мА.

Рисунок 4.1 – амплитуды тока гармоник при разных напряжениях смещения (метод 5 ординат)

Таблица 3 – эксперимент

Есм, В	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5
I1, мА	16.5	18	19.5	18	14	10	6	4	0	0
U1, В	3.8	0.4	0.5	0.4	0.4	0.2	0.2	0.3	0.1	0
I2, мА	0	-0.9	0	-0.9	0	0	0	-0.9	-0.9	-0.95
U2, В	1.6	0.2	0.19	0.19	0.2	0.16	0.12	0.11	0.11	0.09
I3, мА	0	-0.9	-0.95	0.9	-0.94	-0.99	-0.99	0	-0.99	-0.95
U3, В	0.14	0.09	0.1	0.06	0.06	0.04	0.04	0.04	0.01	0.01

Рисунок 5 – зависимость напряжения на контуре от напряжения смещения

Рисунок 6 – показания осциллографа

Рисунок 7 – расчет угла отсечки транзистора

Вывод: в ходе лабораторной работы было проведено исследование формы и спектра тока через нелинейный резистивный элемент при гармоническом входном напряжении в режиме с отсечкой тока, посчитаны амплитуды тока гармоник при разных напряжениях смещения, изучена зависимость напряжения на контуре от напряжения смещения.