Добавил:

inrad Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

СРРиТ / 6 вариант

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.04.2014

Размер:

448.78 Кб

Скачать

☆

2.1 Общая характеристика контрольного задания

Рассматривается система передачи ТВ сигналов с двухполосной амплитудной модуляцией (рисунок 1).

Рисунок 1 − Структурная схема системы передачи ТВ сигналов

Структурная схема системы содержит ФНЧ 1, двухполосный амплитудный модулятор 2, генератор 3 несущей частоты f₀, широкополосный усилитель 4 высокой частоты (на передающей стороне), линию связи 5, ПФ 6, широкополосный усилитель 7 высокой частоты, амплитудный демодулятор 8, ФНЧ 9 (на приемной стороне).

, − число букв в фамилии студента;

, − число букв в имени студента;

, − число букв в отчестве студента;

, , − коэффициенты, представляющие число

в -разрядной двоичной системе исчисления.

Определим исходные данные для выбора значений для расчета.

На основании значения выбираем исходные значения для моделирования в соответствии с таблицей 2.1 [1].

Таблица 2 – Исходные значения для моделирования

Параметр	a_D₁₀, дБ	a_S₁₀, дБ	a_D₆₀, дБ	a_S₆₀, дБ	a_D₉₀, дБ	a_S₉₀, дБ	f₀, МГЦ	t_1Н	t_2Н	t_3Н	t_4Н
Значение	1.30	30	0.20	22	0.30	26	70	0	6	6	6

а_D₁ (а_D₆, а_D₉) — допустимая неравномерность характеристики рабочего затухания ФНЧ 1 (ПФ 6, ФНЧ 9) в полосе пропускания;

а_S₁ (а_S₆, а_S₉) — минимальное рабочее затухание ФНЧ 1 (ПФ 6, ФНЧ 9) в полосе .задерживания;

− нормированные (к частоте _k) моменты времени;

f₀ — несущая частота исследуемой системы передачи.

1.1. Построим операторную передаточную функцию K₁(p) ФНЧ 1, используя метод рабочих параметров и выбирая ХРЗ модели Золотарева-Кауэра (идентификационный коэффициент =0).

Для этого первоначально необходимо рассчитать значения:

F_D₁ — граничной частоты полосы пропускания ФНЧ 1;

F_S₁ — граничной частоты полосы задерживания ФНЧ 1,

- нормированная частота,

В соответствии с формулами:

F_D₁=(1+0.1∙) F_D₁₀ (F_D₁₀=3·10⁶ Гц) (1.1.1)

F_S₁=(1+0.1∙) F_S₁₀ (F_S₁₀=6·10⁶ Гц) (1.1.2)

(1.1.3)

На основании полученных и исходных данных () по справочнику [2] выбираем требуемый вид ХРЗ, находим операторную передаточную функцию и выписываем требуемые коэффициенты. Выбираем ФНЧ-прототип С0350.

ФНЧ-прототип С0350 имеет следующую передаточную функцию:

(1.1.4)

Таблица 1.1 – Параметры выбранного ФНЧ-прототипа С0350

Параметры	Значения параметров
a_D1, дБ	1.2494
a_S1, дБ	29,7
	1,869159100
	0,8889773703
	0,5177459569
	0,1860421946
	0,9749582817
	6,481381562

2.1. В диапазоне реальных частот (0 − 3F_D₁) построить на ПЭВМ АЧХ, ФЧХ и ХРЗ ФНЧ 1.

Операторную передаточную функцию можно записать в показательной форме:

Соответственно АЧХ ФНЧ1 представляет собой модуль от операторной передаточной функции , ФЧХ – аргумент, ХРЗ находим в соответствии с тем, что она является обратной АЧХ.

, дБ

Определим

Построим в среде MathCad АЧХ, ФЧХ и ХРЗ ФНЧ1 в диапазоне частот (0-9,9) МГц, а также нормированные характеристики.

При этом необходимо произвести денормирование коэффициентов математической модели прототипа ФНЧ1 С0350 путем замены .

Рисунок 2.1.1 – Нормированная и денормированная АЧХ ФНЧ1

Рисунок 2.1.2 – Нормированная и денормированная ХРЗ ФНЧ1

Рисунок 2.1.3 – Нормированная и денормированная ФЧХ ФНЧ1

1.2. Построить операторную передаточную функцию K₆(p) ПФ 6, используя метод рабочих параметров и выбирая ХРЗ модели Золотарева-Кауэра (=0).

Рассчитаем:

F₊_D₆ (F_-_D₆) - верхняя (нижняя) граничная частота полосы пропускания ПФ 6;

F₊_S₆ (F_-_S₆) - верхняя (нижняя) граничная частота полосы задерживания ПФ 6;

F₊_D₆=f₀+(1+)F_D₁₀; (1.2.1)

F_-_D₆= f₀−(1+)F_D₁₀; (1.2.2)

F₊_S₆= f₀+(1+)F_S_10; (1.2.3)

F_-S₆= f₀−(1+)F_S₁₀ (1.2.4)

Проверим удовлетворяют ли полученные частоты условию геометрической симметрии:

Соответственно условие симметрии не соблюдается. Выполним процедуру симметрирования исходной ХРЗ:

- выбираем и фиксируем частоты , , ;

- из условия геометрической симметрии находим частоту

Проверим выполнение условия:

- условие выполняется.

Вычислим частоту гарантированного затухания ФНЧ-прототипа:

(1.2.5)

И постоянную преобразования:

(1.2.6)

По справочнику [2] выбираем ФНЧ-прототип С0320 с соотвествующими параметрами:

Таблица 1.2 – Параметры выбранного ФНЧ-прототипа С0320

Параметры	Значения параметров
a_D1, дБ	0.1773
a_S1, дБ	25,6
	2,201216296
	0,9597323337
	0,3384707723
	1,459273151
	3,536183067

Выполняем процедуру преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель проектируемого ПФ. Для этого произведем замену:

(1.2.7)

Тогда операторная передаточная функция будет выглядеть следующим образом:

2.1 В диапазоне реальных частот от (f₀−3F_-_D₆) до (f₀+3F₊_D₆) построить АЧХ, ФЧХ и ХРЗ ПФ 6.

При этом необходимо произвести денормирование коэффициентов математической модели прототипа ФНЧ С0320 путем замены .

Соответственно, диапазон частот для построения характеристик от (-131,06 – 288,94) МГц.

Рисунок 2.2.1 – Нормированная и денормированная АЧХ ПФ6

Рисунок 2.2.2 – Нормированная и денормированная ХРЗ ПФ6

Рисунок 2.2.3 – Нормированная и денормированная ФЧХ ПФ6

1.3. Построим операторную передаточную функцию K₉(p) ФНЧ 9, используя метод рабочих параметров и выбирая ХРЗ модели Золоторева-Кауэра (идентификационный коэффициент =0).

Для этого первоначально необходимо рассчитать значения:

F_D₁ — граничной частоты полосы пропускания ФНЧ 1;

F_S₁ — граничной частоты полосы задерживания ФНЧ 1,

- нормированная частота,

В соответствии с формулами:

F_D₉=(1+0.1∙)/ F_D₉₀ (F_D₉₀=6·10⁶ Гц) (1.3.1)

F_S₉=(1+0.1∙)/ F_S₉₀ (F_S₉₀=12·10⁶ Гц) (1.3.2)

(1.3.3)

На основании полученных и исходных данных () по справочнику [2] выбираем требуемый вид ХРЗ, находим операторную передаточную функцию и выписываем требуемые коэффициенты.

ФНЧ-прототип С0325 имеет следующую передаточную функцию:

Таблица 1.3 – Параметры выбранного ФНЧ-прототипа С0325

Параметры	Значения параметров
a_D1, дБ	0.2803
a_S1, дБ	28,6
	2,270068086
	0,8312472565
	0,3112809126
	1,0939937610
	4,791901348

3. В диапазоне реальных частот (0 − 3F_D₉) построить АЧХ, ФЧХ и ХРЗ ФНЧ 9.

F_D₉= F_D₉₀ / (1+0.1∙) = 6·10⁶/ (1+0.3) = 4,62 МГц

Построим характеристики в среде MathCad в диапазоне частот (0 – 13,86) МГц

Рисунок 2.3.1 – Нормированные и денормированные АЧХ ФНЧ9

Рисунок 2.3.2 – Нормированная и денормированная ХРЗ ФНЧ9

Рисунок 2.3.3 – Нормированная и денормированная ФЧХ ФНЧ9

3. Проанализировать математическую модель

(3.1)

входного измерительного сигнала (, − идентификационные коэффициенты). Построить на ПЭВМ график зависимости интервале (0, 4t₂).

Запишем входное воздействие с учетом заданных значений:

Построим график U_вх(t):

Рисунок 3.1 – Входной сигнал

б) Вычислим лапласовское изображение измерительного сигнала :

Учтём, что , а также при расчетах cos x перепишем по формуле Эйлера: .

Далее найдем передаточную функцию цепи. Фильтр С0350-6 с частотой среза равной 5МГц, у которого следующие параметры:

Характеристическая функция фильтра:

Преобразуем нормированную комплексную передаточную функцию в денормированную заменой переменной p на p/f_D, где f_D=5МГц  нормирующая частота (граничная частота полосы пропускания ФНЧ):

Вычисление реакции h(t) на периодическое воздействие по модели с использованием ряда Фурье требует больших затрат ресурсов для проведения расчета, с учетом этого целесообразно использовать метод Ильинкова, используя выражения (1.17), (1.20) [1], представляющими реакцию в любой точке периодического интервала конечной суммой, число слагаемых которой определено порядком передаточной функции K(p).