PFC анықтамасы

Жиілік реакциясының физикалық мағынасын нақтылау үшін кірісіне гармоникалық сигналды қолданатын беріліс функциясы және импульстік жауап бар динамикалық байланысты қарастырыңыз.

Еске салайық, динамикалық буынның сызықтық дифференциалдық теңдеуін шешу классикалық әдіс шеңберінде екі компоненттен тұрады - еркін және тұрақты.

Теңдеудің оң жағындағы уақыттың гармоникалық функциясы болған жағдайда стационарлық күй компоненті де уақыттың гармоникалық функциясы болып табылады. Сондықтан динамикалық байланыс шығысындағы тұрақты сигналды келесі өрнекпен сипаттауға болады

.

Сілтеме шығысындағы сигнал кескінді көбейту теоремасы арқылы анықталады

Нәтижесінде біз аламыз

.

Стационарлық күйге өту үшін біз қабылдаймыз, содан кейін аламыз

.

Бірақ, екінші жағынан, бізде тікелей Фурье түрлендіруінің анықтамасы бар

.

.

Бұл белгілі бір жиілік үшін сызықтық динамикалық сілтеменің, объектінің немесе басқару жүйесінің жиілік реакциясын эксперименталды түрде анықтаудың қарапайым алгоритмін білдіреді:

1. Объектінің кірісіне жиілік пен тұрақты амплитуданың синусоидалы сигналын қолданыңыз.

2. Өтпелі процестің бос компонентінің әлсіреуін күтіңіз.

3. Шығу сигналының амплитудасын және оның кіріс сигналына қатысты фазалық ығысуын өлшеңіз.

4. Тұрақты шығыс сигналының амплитудасының кіріс сигналының амплитудасына қатынасы жиіліктегі жиілік реакциясының модулін анықтайды.

5. Кіріс сигналына қатысты шығыс сигналының фазалық ығысуы жиіліктегі жиілік реакциясының бұрышын (аргументін) анықтайды.

Өтініш беру бұл алгоритмнөлден шексіздікке дейінгі жиіліктер үшін жиілік реакциясын тәжірибе жүзінде анықтауға болады арнайы құрылғы. Функционалдық диаграммажиілік сипаттамаларын алуға арналған эксперименттік қондырғы нысаны бар

Осциллограф экранындағы жиілікте бос компонент әлсірегеннен кейін біз келесі суретті аламыз -

Суретке негізделген. 5, күрделі жазықтықта құрылғының жиілік реакциясына жататын нүктені салуға болады және шығыс тұрақты сигналының амплитудасы елеусіз болған кезде жиілік нөлден мәнге өзгеретін нүктелер жиыны болады. амплитудалық-фазалық жиілік реакциясы (APFC). Суреттен көрініп тұрғандай, осы деректерден құрылғының кез келген қажетті жиілік реакциясын құруға болады.

Инженерлік тәжірибеде әртүрлі объектілердің жиілік сипаттамаларын эксперименталды түрде алу үшін арнайы құрылғылар қолданылады, соңғы уақытта мұндай мақсаттар үшін арнайы енгізу-шығару тақталарымен және қолданбалы бағдарламалық пакеттермен жабдықталған дербес компьютерлер кеңінен қолданылады.

Жоғарыда айтылғандардың барлығын ескере отырып, жиілік реакциясының физикалық мағынасы анық болады.

Тұрақты күйде жұмыс істейтін динамикалық звено (құрылғы) кіріс жиілік синусоидасының амплитудасын қанша рет өзгертетінін және кіріс синусоидасын фаза бойынша қандай бұрышпен ығыстыратынын көрсетеді.

31. Жүйенің амплитудалық-жиілік және фазалық-жиілік сипаттамалары туралы түсінік, жүйенің табиғи және резонанстық жиілігін есептеу әдістері.

Амплитудалық-жиілік сипаттама (AFC) – белгілі бір жүйенің шығыс сигналының амплитудасының оның кіріс гармоникалық сигналының жиілігіне тәуелділігі. Бұл сипаттаманы кейде «жүйенің жиілік реакциясы» деп те атайды.

Автоматты басқару теориясындағы жиілік сипаттамасы

Сызықтық стационар жүйелердің математикалық теориясындағы жиілік жауаптары күрделі беріліс функциясының модулінің тәуелділігін сипаттайды. сызықтық жүйежиіліктен. Белгілі бір жиіліктегі жиілік жауапының мәні жүйенің шығысындағы сигнал амплитудасының бірдей жиіліктегі кіріс сигналының амплитудасынан қанша есе ерекшеленетінін көрсетеді.

Декарттық координаталардағы жиілік реакциясының графигінде абсцисса бойымен жиілік, ал ордината бойымен жүйенің шығыс және кіріс сигналдарының амплитудаларының қатынасы сызылады.

Әдетте жиілік осі логарифмдік болып табылады, өйткені көрсетілетін жиілік диапазоны айтарлықтай кең (бірліктерден миллиондаған герцке немесе рад/с) өзгеруі мүмкін. Логарифмдік шкала у осінде де қолданылған жағдайда жиіліктік жауап әдетте логарифмдік жиілік реакциясы деп аталады.

LACH құрылысының қарапайымдылығына және автоматты басқару жүйелерінің әрекетін зерттеудегі анықтығына байланысты автоматты басқару теориясында кеңінен қолданылады.

Фазалық жиілік сипаттамасы (ФФС) – шығыс және кіріс сигналдары арасындағы фазалар айырмасының сигнал жиілігіне тәуелділігі, осы тәуелділікті білдіретін (сипаттайтын) функция, сонымен қатар осы функцияның графигі.

Сызықтық үшін электр тізбегі, осы тізбектің шығысындағы және кірісіндегі гармоникалық тербелістердің арасындағы фазалық ығысудың кірістегі гармоникалық тербеліс жиілігіне тәуелділігі.

PFC жиі оның жеке гармоникалық құрамдас бөліктерінің тізбек арқылы өтетін уақыттың тең емес кідірісінен туындаған күрделі сигнал түріндегі фазалық бұрмалануларды бағалау үшін қолданылады.

PFC анықтамасы

Басқару теориясында буынның ПФҚ беріліс функциясының елестетілген бөлігінің нақтыға қатынасының тангенсі арқылы анықталады.

32. Жүйенің өтпелі реакциясы. Өтпелі сипаттамаларды эксперименттік жою әдістері. Өтпелі сипаттамалардың түрлері.

Жүйенің өтпелі реакциясыбасқару объектісінің нөлдік бастапқы жағдайында бір қадамдық әрекетке жауап болып табылады және оның динамикалық қасиеттерін сипаттайды. Өтпелі реакцияны эксперименталды түрде алу, содан кейін оп-ампердің параметрлерін алу PID контроллерінің, PI контроллерінің, P контроллерінің параметрлерін анықтаудың бірінші қадамы болып табылады.

Көбінесе іс жүзінде біз үдеткіш сипаттамалары туралы айтып отырмыз.

Егер кіріске бірліктен басқа қадам әрекеті қолданылса, нысанның жеделдететін өтпелі реакциясы алынады. Көбінесе нақты объектіде кіріс әрекеті жетектің жүрістерінің бірнеше пайызында қолданылады, содан кейін шығыс әрекеті кіріске бөлінеді.

Тұрақты ASR кезінде өтпелі процестердің түрлері мүмкін:

(а) – апериодтық конвергентті процесс, бір тербеліс амплитудасы бар

(б) - демпферлік тербелмелі процесс

(в) - тұрақты тербеліс амплитудасы бар тербелмелі процесс.

ASR тұрақтылық шегінде.

) ұғымымен таныспыз гармоникалық (синусоидалы) функциялары. Бар ма? гармоникалық емесфункциялары мен сигналдары және олармен қалай жұмыс істеу керек? Міне, бүгін анықтауымыз керек 🙂

Гармоникалық және гармоникалық емес сигналдар.

Бастау үшін сигналдар қалай жіктелетінін егжей-тегжейлі қарастырайық. Бізді ең алдымен, период деп аталатын белгілі бір уақыт аралығынан кейін пішіні қайталанатын гармоникалық сигналдар қызықтырады. Мерзімдісигналдар, өз кезегінде, екі үлкен класқа бөлінеді - гармоникалық және гармоникалық емес. Гармоникалық сигнал - бұл келесі функция арқылы сипатталатын сигнал:

Мұндағы – сигнал амплитудасы, циклдік жиілік және бастапқы фаза. Сіз сұрайсыз - синус туралы не айтасыз? Синусоидалы сигнал гармоникалық емес пе? Әрине, бұл, яғни, сигналдар бастапқы фазада ерекшеленеді, сәйкесінше, синусоидалы сигнал біз гармоникалық тербелістерге берген анықтамаға қайшы келмейді 🙂

Периодтық сигналдардың екінші қосалқы сыныбы болып табылады гармоникалық емес тербеліс. Гармоникалық емес сигналдың мысалы:

Көріп отырғаныңыздай, «стандартты емес» пішінге қарамастан, сигнал мерзімді болып қалады, яғни оның пішіні кезеңге тең уақыт аралығынан кейін қайталанады.

Мұндай сигналдармен жұмыс істеу және оларды зерттеу үшін сигналды ыдыратудан тұратын белгілі бір әдіс бар Фурье қатары. Техниканың мәні мынада: гармоникалық емес мерзімді сигнал (белгілі бір жағдайларда) белгілі амплитудалары, жиіліктері және бастапқы фазалары бар гармоникалық тербелістердің қосындысы ретінде ұсынылуы мүмкін. Маңызды нюанс мынада, қосындыға қатысатын барлық гармоникалық тербелістер бастапқы гармоникалық емес сигнал жиілігіне еселік болатын жиіліктерге ие болуы керек. Мүмкін бұл әлі толық түсінікті емес, сондықтан практикалық мысалды қарастырып, аздап түсінейік 🙂 Мысалы, біз дәл жоғарыдағы суретте көрсетілген сигналды қолданамыз. Оны келесідей көрсетуге болады:

Осы сигналдардың барлығын бір диаграммаға салайық:

Функциялар деп аталады гармоникасигнал, ал периоды гармоникалық емес сигналдың периодына тең болғаны деп аталады бірінші немесе негізгі гармоникалық. Бұл жағдайда бірінші гармоникалық функция болып табылады (оның жиілігі сәйкесінше зерттелетін гармоникалық емес сигналдың жиілігіне тең және олардың периодтары тең). Ал функция сигналдың екінші гармоникасынан басқа ештеңе емес (оның жиілігі екі есе жоғары). Жалпы, гармоникалық емес сигнал гармоникалықтардың шексіз санына ыдырайды:

Бұл формулада амплитудасы болып табылады және k-ші гармониканың бастапқы фазасы болып табылады. Біз сәл бұрын айтқанымыздай, барлық гармоникалардың жиіліктері бірінші гармоника жиілігінің еселігі, шын мәнінде, біз бұл формуладан көретініміз 🙂 - бұл нөлдік гармоника, оның жиілігі 0, ол тең функцияның кезеңдегі орташа мәні. Неліктен орташа? Қараңыз - периодтағы синус функциясының орташа мәні 0-ге тең, бұл осы формулада орташалау кезінде олардан басқа барлық мүшелер 0-ге тең болатынын білдіреді.

Гармоникалық емес сигналдың барлық гармоникалық компоненттерінің жиынтығы деп аталады спектрбұл сигнал. Сигналдың фазалық және амплитудалық спектрі бар:

• сигналдың фазалық спектрі – барлық гармоникалардың бастапқы фазаларының жиынтығы
• сигналдың амплитудалық спектрі – гармоникалық емес сигналды құрайтын барлық гармоникалардың амплитудасы

Амплитудалық спектрді толығырақ қарастырайық. Спектрдің көрнекі кескіні үшін белгілі бір ұзындықтағы тік сызықтардың жиынтығы болып табылатын диаграммалар қолданылады (ұзындығы сигналдардың амплитудасына байланысты). Гармоникалық жиіліктер диаграмманың көлденең осінде көрсетілген:

Көлденең осьте Гц жиіліктерінің екеуі де, осы жағдайдағыдай гармоникалардың жай сандары да суреттелуі мүмкін. Ал тік ось бойынша - гармоника амплитудалары, мұнда бәрі анық :). Біз мақаланың ең басында мысал ретінде қарастырған гармоникалық емес тербеліс үшін сигналдың амплитудалық спектрін құрайық. Мен оның Фурье сериясындағы кеңеюі келесідей екенін еске саламын:

Бізде амплитудалары сәйкесінше 2 және 1,5 болатын екі гармоника бар. Демек, диаграммада ұзындықтары гармоникалық тербелістердің амплитудаларына сәйкес келетін екі сызық бар.

Сигналдың фазалық спектрі ұқсас жолмен құрастырылған, жалғыз айырмашылығы амплитудалар емес, гармоникалардың бастапқы фазалары пайдаланылады.

Сонымен, біз сигналдың амплитудалық спектрінің құрылысы мен талдауын анықтадық, бүгінгі мақаланың келесі тақырыбына - амплитудалық-жиілік реакциясының тұжырымдамасына көшейік.

Амплитудалық-жиілік сипаттамасы (AFC).

жиілік реакциясы болып табылады ең маңызды қасиеткөптеген схемалар мен құрылғылар - сүзгілер, дыбыс күшейткіштер және т.б. Тіпті қарапайым құлаққаптарөзіндік жиілік реакциясы бар. Ол не көрсетеді?

Жиілік реакциясы – шығыс сигналының амплитудасының кіріс сигналының жиілігіне тәуелділігі.

Мақаланың бірінші бөлігінде анықталғандай, гармоникалық емес периодтық сигналды Фурье қатарына дейін кеңейтуге болады. Бірақ қазір бізді ең алдымен дыбыстық сигнал қызықтырады және ол келесідей:

Көріп отырғаныңыздай, бұл жерде ешқандай мерзімділік туралы мәселе жоқ 🙂 Бірақ, бақытымызға орай, аудио сигналды оған енгізілген жиіліктер спектрі түрінде көрсетуге мүмкіндік беретін арнайы алгоритмдер бар. Біз қазір бұл алгоритмдерді егжей-тегжейлі талдамаймыз, бұл бөлек мақаланың тақырыбы, біз олардың аудио сигналмен осындай түрлендіруді жүзеге асыруға мүмкіндік беретінін ғана қабылдаймыз 🙂

Тиісінше, амплитудалық спектрді сызуға болады дыбыстық сигнал. Және кез келген тізбек арқылы (мысалы, дыбысты ойнату кезінде құлаққаптар арқылы) өткенде, сигнал өзгереді. Сонымен, амплитудалық-жиілік сипаттамасы белгілі бір тізбек арқылы өткенде кіріс сигналының қандай өзгерістерге ұшырайтынын көрсетеді. Осы мәселені толығырақ талқылайық...

Сонымен, кірісте бізде бірнеше гармоника бар. Амплитудалық-жиілік сипаттамасы тізбек арқылы өткен кезде белгілі бір гармоника амплитудасының қалай өзгеретінін көрсетеді. Жиілік реакциясының мысалын қарастырыңыз:

Мұнда не көрсетілгенін кезең-кезеңімен анықтап көрейік ... Жиілік реакциясының графигінің осьтерінен бастайық. Y осінде шығыс кернеуінің мәнін (немесе осы суреттегідей күшейтуді) саламыз. Біз күшейту коэффициентін дБ-ге орнаттық, сәйкесінше 0 дБ-ге тең мән 1 күшейтуге сәйкес келеді, яғни сигнал амплитудасы өзгеріссіз қалады. Х осі кіріс сигналының жиіліктерін белгілейді. Осылайша, қарастырылып отырған жағдайда, жиіліктері 100-ден 10000 Гц-ке дейінгі диапазонда жататын барлық гармоникалар үшін амплитудасы өзгермейді. Және барлық басқа гармоникалардың сигналдары әлсірейді.

Жиіліктер және графикте бөлек белгіленеді - олардың айрықша ерекшелігі - бұл жиіліктердің гармоникасының сигналы кернеуде 1,41 есе (3 дБ) әлсірейтін болады, бұл қуаттың 2 есе төмендеуіне сәйкес келеді. және арасындағы жиілік жолағы өту жолағы деп аталады. Келесі жағдай шығады - жиіліктері құрылғының / схеманың өткізу қабілетінің шегінде болатын барлық гармоникалардың сигналдары қуатта 2 еседен аз әлсірейді.

Аудио құрылғылардың жиілік диапазоны әдетте төмен, орташа және жоғары жиіліктерге бөлінеді. Шамамен бұл келесідей көрінеді:

• 20 Гц - 160 Гц - төмен жиілікті аймақ
• 160 Гц - 1,28 кГц - орташа диапазон
• 1,28 кГц - 20,5 кГц - аймақ жоғары жиіліктер

Дәл осы терминологияны әдетте дыбысты реттеу үшін қолданылатын әртүрлі эквалайзер бағдарламаларында табуға болады. Енді сіз мұндай бағдарламалардың әдемі графиктері бүгінгі мақалада біз кездестірген амплитудалық жиілік сипаттамалары екенін білесіз 🙂

Мақаланың соңында бағдарламалық жасақтаманың эквалайзерінде алынған бірнеше жиілік жауаптарын қарастырайық:

Мұнда біз күшейткіштің жиілік реакциясын көре аламыз. Сонымен қатар, орта диапазондағы жиіліктер негізінен күшейтілетін болады.

Бірақ мұнда жағдай мүлде басқаша – төмен және жоғары жиіліктер күшейтіледі, ал 500 Гц жиіліктегі гармоника үшін орташа жиілік аймағында біз айтарлықтай әлсіреуді байқаймыз.

Ал мұнда олар тек күшейеді төмен жиіліктер. Мұндай жиілік реакциясы бар аудио жабдықта басс жоғары болады 🙂

Осымен біздің бүгінгі мақаламыз аяқталды, назарларыңызға рахмет және біз сізді тағы да сайтымызда күтеміз!

Мен Motorola Pulse Escape bluetooth құлаққаптарын сатып алдым. Маған жалпы дыбыс ұнады, бірақ бір сәт түсініксіз болып қалды. Нұсқауларға сәйкес, оларда эквалайзер қосқышы бар. Болжам бойынша, құлаққаптарда шеңбер бойымен ауысатын бірнеше кірістірілген параметрлер бар. Өкінішке орай, мен қандай параметрлер бар екенін және олардың қанша екенін құлағымен анықтай алмадым және өлшемдер көмегімен білуге ​​шешім қабылдадым.

Сонымен, біз құлаққаптардың амплитудалық-жиілік реакциясын (AFC) өлшегіміз келеді - бұл қай жиіліктердің қаттырақ және қайсысы тыныш екенін көрсететін график. Мұндай өлшемдерді арнайы жабдықсыз «тізеде» жасауға болады екен.

Бізге Windows компьютері (мен ноутбукты пайдаландым), микрофон, сондай-ақ дыбыс көзі - bluetooth бар қандай да бір ойнатқыш (смартфон алдым) қажет болады. Әрине, құлаққаптардың өзі.

(Қиық астында – көптеген суреттер).

Тренинг

Әрине, мұндай микрофонның өзіндік жиілік реакциясы (және алға қарай, бағыттылық үлгісі) бар, сондықтан ол өлшеу нәтижелерін қатты бұрмалайды, бірақ ол тапсырма үшін қолайлы, өйткені бізді микрофонның абсолютті сипаттамалары онша қызықтырмайды. құлаққаптар, бірақ эквалайзерді ауыстырған кезде олар қалай өзгереді.

Ноутбукта бір ғана комбо аудио ұясы болды. Біз микрофонымызды сол жерге қосамыз:

Осылайша, жалғыз аудио қосқышы жұмыс істейді, сондықтан қосымша дыбыс көзі қажет. Біз смартфонға арнайы сынақ аудио сигналын жүктеп аламыз - қызғылт шу деп аталады. Қызғылт шу - жиіліктердің барлық спектрін қамтитын және барлық диапазондағы бірдей қуаттағы дыбыс. (Оны ақ шумен шатастырмаңыз! Ақ шудың қуатты бөлуі басқа, сондықтан оны өлшеу үшін пайдалану мүмкін емес, себебі ол динамиктерге зақым келтіруі мүмкін.)

Микрофонның сезімталдық деңгейін реттеңіз. басыңыз оң жақ түйме Windows жүйесіндегі динамик белгішесінде тінтуірді басып, жазу құрылғыларын реттеуді таңдаңыз:

Өлшеу бағдарламасын ноутбукке орнатамыз. Маған TrueRTA бір уақытта көптеген диаграммаларды бір экранда көру мүмкіндігі үшін ұнайды. (RTA – ағылшын тілінде жиілік реакциясы). Тегін демонстрациялық нұсқада бағдарлама жиілік реакциясын октавалық қадамдармен өлшейді (яғни көрші өлшеу нүктелері жиілікте 2 есе ерекшеленеді). Бұл, әрине, өте өрескел, бірақ біздің мақсаттарымыз үшін бұл болады.

Жабысқақ таспаны пайдаланып, микрофонды құлаққаппен жабуға болатындай етіп үстелдің шетіне бекітеміз:

өлшемдер

Өлшеу шегін 20 Гц және өлшеулер санын, айталық, 100 деп орнаттық. Бағдарлама автоматты түрде қатардағы өлшемдердің көрсетілген санын жасайды және нәтижені орташалайды, бұл шу сигналы үшін қажет. Жолақ диаграммаларының дисплейін өшіріңіз, оның орнына графиктер салынсын (жолақтар кескіні бар жоғарғы жағындағы түйме келесі скриншотта белгіленген).

Параметрлерді орнатқаннан кейін біз бірінші өлшеуді жасаймыз - бұл тыныштықты өлшеу болады. Біз терезелер мен есіктерді жабамыз, балалардан үндемеуді сұраймыз және «Өту» түймесін басыңыз:

Енді нақты сынақ сигналын өлшейік. Біз смартфондағы ойнатқышты төмен дыбыс деңгейінен бастап қосамыз.

Өлшеуді TrueRTA-да Go түймесі арқылы бастаймыз және смартфондағы дыбыс деңгейін біртіндеп арттырамыз. Бос құлаққаптан ысқырған шу естіліп, экранда график пайда болады. График биіктігі шамамен -10...0dBu жеткенше дыбыс деңгейін қосыңыз:

Біз бұл графикті сілтеме ретінде аламыз. Құлаққаптар сым арқылы сигнал алды, бұл режимде олар жұмыс істейді пассивті спикерлерешбір эквалайзерсіз олардың түймелері жұмыс істемейді. Графикті №1 жадқа сақтаңыз (Көрініс → Жадқа сақтау → 1-жадқа сақтау мәзірі арқылы немесе Alt+1 пернелерін басу арқылы). Графиктерді жад ұяшықтарында сақтауға және осы графиктердің экранда көрсетілуін қосу немесе өшіру үшін терезенің жоғарғы бөлігіндегі Mem1..Mem20 түймелерін пайдалануға болады.

Енді біз сымды (құлаққаптан да, смартфоннан да) ажыратамыз және үстел үстінде қозғалмауға тырысып, құлаққапты bluetooth арқылы смартфонға қосамыз.

Енді біз эквалайзерді құлаққап түймелерімен ауыстырамыз. Құлаққаптар «EQ өзгерді» деген көңілді әйел дауысымен хабарлайды. Біз өлшеуді қосамыз және диаграмма тұрақтануын күткеннен кейін көреміз:

Осыған байланысты, біз жұмысты аяқтап, қорытынды жасай аламыз: Бұл құлаққаптарда жұмыс істейтін эквалайзер жоқ.. (Енді оның неліктен естілмейтіні белгілі болды).

Дегенмен, нәтижеде ешқандай өзгеріс көрмегендігіміз көңіл көншітеді, тіпті әдістеменің дұрыстығына күмән туғызады. Мүмкін біз қате өлшеген шығармыз?

Бонус өлшемдері

Электрондық құрылғының тағы бір маңызды параметрі оның жиілік реакциясы болып табылады. Амплитудалық-жиілік сипаттамасы радиоэлектрондық құрылғының өткізу коэффициентінің жиілікке тәуелділігі болып табылады.

Амплитудалық-жиілік сипаттамасы радиоэлектрондық жабдықтың негізгі сапалық көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Амплитудалық-жиілік сипаттамасының шамамен көрінісі 1-суретте көрсетілген.

Құрылғының жиілік реакциясы оның орталық жиілігіне қатысты анықталады. Күшейткіштер үшін дыбыс жиілігіОрталық жиілік ретінде 1 кГц жиілік алынады (д телефон желілері 800 Гц). 1-суретте электрондық блоктың (күшейткіш немесе сүзгі) өткізу жолағының жоғарғы және төменгі шегін жиілік реакциясының графигінен қалай анықтауға болатыны көрсетілген. Әдетте өткізу қабілеттілігінің шектері 3 дБ (орталық жиіліктен 0,707) деңгейінде анықталады. Дегенмен, біркелкі емес басқаша орнатуға болады, мысалы, 0,1 дБ.

РЖ күшейткіштері үшін орталық жиілік жоғарғы және төменгі өту жиіліктерінің геометриялық орташа мәні ретінде анықталады. Амплитудалық-жиілік сипаттамасы жиілікке байланысты күшейтудің біркелкі еместігін бағалауға мүмкіндік береді.

Амплитудалық-жиілік сипаттамасының өткізу қабілеттілігі шегінде беру коэффициентінің біркелкі еместігін бағалау кезінде бұл параметр аздап өзгеруі мүмкін. Сонымен қатар, өткізу жолағының сыртында, тоқтату жолағында күшейту жүздеген немесе мыңдаған рет өзгеруі мүмкін. Көрнекі түрде жиілік реакциясының бұл өзгерісін бағалау қиын, өйткені жиілік реакциясының графигінде максималды мәннің оннан бірінен аз мәндер ажыратылмайды. Бұл жағдайда пайда немесе пайда логарифмдік шкала бойынша бағаланады. Бұл үшін пайда децибелмен көрсетіледі:

Аудио жиілік күшейткіштерін қамтитын кең жолақты күшейткіштер үшін төмен жиілікті аймақ пен жоғары жиілікті аймақты бөлек талдау қажет екендігі бірдей маңызды. Бір графикте төмен жиілікті аймақты да (ондаған герц) және жоғары жиілікті аймақты (ондаған килогерц) бейнелеу мүмкіндігі болуы үшін жиілік осі логарифмдік шкала бойынша градуирленген. Логарифмдік шкалада сызылған жиілік реакциясының мысалы 2-суретте көрсетілген.

Амплитудалық-жиілік сипаттамасы көбінесе генератор мен электронды вольтметр немесе осциллограф көмегімен өлшенетін мәндерге негізделеді, мамандандырылған құрылғы сирек қолданылады - сипаттамалық қисық немесе жиілікті өлшегіш. Қазіргі уақытта мұндай құрылғы барған сайын негізінде жүзеге асырылуда Дербес компьютернемесе ноутбук. Құрылымдық схемаамплитудалық-жиілік сипаттамасының өлшемдері 3-суретте көрсетілген.

Қисық сызғышта жиіліктің өзгеру шегі амплитудалық-жиілік сипаттамасының еніне сәйкес келетін сыпырғыш жиілік генераторы (сыпырғыш генератор) қолданылады. Жиілік реакциясын көрсету үшін осциллограф экраны пайдаланылады. Қазіргі уақытта бұл әдетте сұйық кристалды дисплей. Қисық сызғышты зерттелетін радиоэлектрондық блокқа (күшейткіш) қосудың құрылымдық схемасы 4-суретте көрсетілген.

Амплитудалық-жиілік сипаттамасының өлшеу уақыты бұл әдісоның өлшемі маңызды болуы мүмкін. Бұл кіріс жиілігінің жылдам өзгеруімен электронды блоктың шығысындағы жауап тұрақты мәнге ие болуымен байланысты. Әйтпесе, жиілік реакциясының пішіні бұрмалануы мүмкін.

Кейбір жағдайларда амплитудалық-жиілік сипаттамасын анықтаудың басқа әдісі қолданылады. Өлшенетін құрылғының кірісіне үшбұрышты импульске жақын сипаттамалары бар қысқа импульс беріледі. Шығуда зерттелетін блоктың импульстік реакциясына сәйкес импульс қалыптасады. Ол цифрланады және жылдам Фурье түрлендіруі есептеледі. Нәтижесінде шығыс амплитудалық-жиілік сипаттамасына сәйкес келетін қисық болады. Ол компьютер мониторының экранында көрсетіледі. Бұл тәсіл талдау уақытын айтарлықтай қысқартуға және өлшеу жабдығының құнын төмендетуге мүмкіндік береді.

күні соңғы жаңартуфайл 12.10.2013

Әдебиет:

«Амплитудалық-жиілік реакциясы» мақаласымен бірге олар оқиды:

Интерференцияның шудан айырмашылығы ол электронды құрылғыға сырттан енеді. Электрондық құрылғының ішінде шулар пайда болады...
http://website/Sxemoteh/Shum/

http://website/Sxemoteh/LinPar/

http://site/Sxemoteh/NelinPar/

Ең бірі маңызды параметрлерэлектрондық құрылғы оның амплитудалық сипаттамасы болып табылады.
http://website/Sxemoteh/LinPar/AmplHar/

Кіріспе

басты мақсат курстық жұмыс- теориялық білімдерді жүйелеу, бекіту және тереңдету, сонымен қатар электр тізбектерінің негізгі сипаттамаларын аналитикалық есептеу және эксперименттік өлшеу бойынша практикалық дағдыларды меңгеру.

«Электротехника және электроника» курсы бойынша жұмыс электр тізбегінің жиілік (кіріс және беру) және өтпелі сипаттамаларын есептеуге арналған.

Жиілік сипаттамаларының талдауы жиілік әдісімен жүзеге асырылады, онда электр тізбегі оның жиілік сипаттамалары (жиілік реакциясы және фазалық жауап) арқылы орнатылады, бұл көптеген практикалық жағдайларда қарапайым өлшеуге немесе есептеуге болады. Талдаудың жиілік әдісіне жиілік немесе тапсырма кіреді спектрлік бейнелеубелгілі амплитудалары, бастапқы фазалары мен жиіліктері бар гармоникалық құрамдастардың қосындысы түріндегі әсерлер, сондай-ақ әсер етудің әрбір гармоникалық құрамдас бөлігіне тізбектің реакцияларын және олардың қосындысын анықтау мәселесі.

Электр тізбектерінің өтпелі сипаттамаларын талдау үшін бірқатар аналитикалық әдістер бар: классикалық, операторлық, Дюамель әдісі. Бұл жұмыста тікелей және қолдануға негізделген оператор әдісін қолдандық кері түрлендіруЛаплас, және шешіммен байланысты алгебралық теңдеулерсуретке қатысты.

Теориядан алынған мәліметтер

Терминалдардың (полюстердің) санына байланысты барлық тізбектер екі полюсті, төрт полюсті және көп полюсті болып бөлінеді.

Электр тізбегінің оның қорытындыларының кез келген екі жұбына қатысты қарастырылатын бөлігі төртполюс деп аталады.

Квадриполдарды әртүрлі критерийлер бойынша жіктеуге болады. Олардың құрамына кіретін элементтердің сызықтылығы негізінде төртполюстерді сызықтық және сызықты емес деп бөледі. Сондай-ақ төртполюстер белсенді және пассивті. Егер оның ішінде электр энергиясының көздері болса, квадриполь белсенді деп аталады. Сонымен қатар, егер бұл көздер тәуелсіз болса, онда сызықты екі терминалды желі жағдайында екі терминалды желі қызметінің міндетті қосымша шарты оның бір немесе екі жұпында кернеудің ашық шығыстарының болуы болып табылады. оның ішінде орналасқан электр энергиясының көздері, яғни. бұл көздердің әрекеттері төртполюстің ішінде өзара өтелмегені қажет. Мұндай белсенді квадриполь автономды деп аталады.

Квадриполь ішіндегі көздер тәуелді болған жағдайда, мысалы, эквивалентті тізбектердегідей электронды түтіктержәне транзисторлар, содан кейін төртполюсті тізбектің қалған бөлігінен ажыратқаннан кейін оның ашық терминалдарындағы кернеу анықталмайды. Мұндай белсенді квадриполь автономды емес деп аталады.

Егер оның құрамында электр энергиясының көздері болмаса, квадриполь пассивті деп аталады.

Симметриялы және асимметриялық төртполюстер бар. Квадрипол симметриялы, егер оның кіріс және шығыс терминалдарын ауыстыру ол қосылған тізбектегі токтар мен кернеулерді өзгертпесе. AT әйтпесетөртполюс ассиметриялы.

Егер қайтымдылық теоремасы орындалса, квадриполь қайтымды деп аталады, яғни. кіріс кернеуінің шығыс токқа қатынасы немесе бірдей, кіріс тізбектерінің беріліс кедергісі терминалдардың екі жұбының қайсысы кіріс және қайсысы шығыс екеніне байланысты емес. Әйтпесе, квадриполь қайтымсыз деп аталады.

Пассивті сызықты төртполюстер қайтымды, ал асимметриялық активті (автономды және автономды емес) төртполюстер қайтымсыз. Симметрия әрқашан қайтымды.

Төрт полюстердің ішкі байланыстарының схемасы бойынша L-тәрізді, Т-тәрізді, U-тәрізді, көпір, Т-тәрізді-көпір және т.б.

Төртполюс теориясының негізгі мағынасы мынада: квадрипольдің кейбір жалпыланған параметрлерін пайдалана отырып, төртполюстің кірісі мен шығысындағы токтар мен кернеулерді табуға болады.

Жиілік реакциясын талдау

Біз кірісті контурға сыртқы әсерді орнатып, әрқайсысы тәуелсіз көздер қосылған қысқыштар (полюстер) деп атаймыз. Жүктемені қосу үшін қолданылатын терминалдар, яғни. ток немесе кернеу анықталуы керек тармақтар шығыс деп аталады.

Тізбектің кірісінде пайда болатын электрлік тербелістер кіріс сигналы немесе әрекеті деп аталады.

Жүктемеге әсер ететін тізбектің шығысындағы сигнал тізбектің реакциясы, жауап немесе шығыс сигналы деп аталады.

Квадриполь үшін барлық параметрлерді төрт топқа бөлуге болады:

1) енгізу параметрлері. Сигнал көзіне қатысты квадриполь екі терминал болып табылады, сондықтан оған ұқсас параметрлері бар:

а) күрделі кіріс кедергісі;

б) күрделі кіріс өткізгіштік.

2) тасымалдау параметрлері. Олар сигналдардың кірістен шығысқа төртполюс арқылы берілуін сипаттайды, яғни. алға бағыт:

а) күрделі кернеуді беру коэффициенті;

б) күрделі ток беру коэффициенті;

в) тікелей берілістің күрделі кедергісі;

г) күрделі беріліс өткізгіштігі немесе беру коэффициенті J U.

3) шығыс параметрлері:

а) күрделі шығыс кедергісі;

б) күрделі шығыс өткізгіштік.

4) кері қайтару параметрлері. Олар сигналдарды квадриполь арқылы беруді сипаттайды, шығыстан кіріске дейін, яғни. қарама-қарсы бағытта.

Егер тізбекте реактивті элементтер болса (бұл жағдайда сыйымдылық), онда олардың реактивтілігінің жиілікке тәуелділігіне байланысты әсерлер жиілікке және тізбектің параметрлеріне тәуелді болады. Жалпы жағдайда күрделі функциялар мен кедергілер соққы жиілігінің күрделі функциялары болып табылады және тізбектің жиілік сипаттамаларының комбинациясын білдіреді.

Кіріс кедергісінің кешенді функциясы күрделі кіріс кернеуінің күрделі токқа қатынасының жиілікке тәуелділігі болып табылады

Күрделі кіріс кедергісі күрделі сан болғандықтан, оны алгебралық формада көрсетуге болады:

мұндағы белсенді кіріс кедергісінің жиілік реакциясы;

Реактивті кіріс кедергісінің жиілік реакциясы.

Кіріс кедергісінің күрделі функциясы, көбінесе кіріс функциясы деп аталады, екі нақты жиілік реакциясына байланысты:

Модуль күрделі функция(комплекстік санды білдіретін вектордың ұзындығы) кіріс кедергісінің жиілік реакциясы деп аталады. Күрделі қарсылық модулі қарастырылатын тізбек бөлігінің терминалдарындағы кернеулер мен токтардың амплитудаларының немесе тиімді мәндерінің қатынасына тең.

Кешенді функцияның модулі кіріс кедергісінің гармоникалық әсердің жиілігіне тәуелділігін көрсетеді.

Кіріс импеданс жиілігінің жауап аргументі кіріс кедергісі фазасының жауабы деп аталады. Ол кіріс кернеуі мен ток арасындағы фазалар айырмашылығы жиілікке қалай байланысты екенін көрсетеді:

Күрделі кернеуді беру функциясы - бұл шығыстағы күрделі гармоникалық кернеудің төртполюстің кірісіндегі күрделі кернеуге қатынасының жиілікке тәуелділігі:

Бұл функцияның модулі жиілік реакциясы деп аталады.

Бұл сипаттама шығыс және кіріс гармоникалық тербелістердің амплитудаларының қатынасының жиілікке тәуелділігін көрсетеді.

Күрделі тасымалдау функциясының аргументі:

Ол фазалық жиілік сипаттамасы деп аталады, ол шығыстың фазалық айырмашылығын көрсетеді және кіріс кернеуітөрт полюс.

Жиілік сипаттамалары әсер етудің амплитудалары мен бастапқы фазаларына тәуелді емес және тек тізбектің деректерімен анықталады: саны, қасиеттері, мәндері, оның элементтерінің бір-бірімен қосылу реті. Осылайша, жиілік сипаттамалары схеманың өзін сипаттайды.

Жиілік сипаттамаларын графикалық бейнелеуде әдетте кедергі, амплитудалық-жиілік және фазалық жиілік сипаттамаларының жеке графиктері салынады. Зерттелетін жиілік диапазоны кең болған кезде жиілік осі бойынша логарифмдік шкала қолданылады. Амплитудалық және фазалық жиілік сипаттамаларының жеке графиктерінен басқа, кейде күрделі жазықтықтың бір графигі қолданылады. Бұл жағдайда функцияның әрбір мәні күрделі жазықтықтағы нүктеге сәйкес келеді немесе сол сияқты координаталар басын көрсетілген нүктемен байланыстыратын вектор. ω өзгерген кезде көрсетілген вектордың соңы күрделі жазықтықта белгілі бір қисық сызықты сипаттайды – комплексті тасымалдау функциясының годографы. Сонымен, годограф күрделі жазықтықтағы қажетті параметр векторының соңының траекториясы болып табылады. Годографты декарттық, сонымен қатар полярлық координаталар бойынша салуға болады.

Годограф тізбектің амплитудалық және фазалық жиілік сипаттамаларында қамтылған ақпаратты көрсетеді, өйткені годографтың әрбір нүктесі белгілі бір күрделі санға - белгілі бір жиіліктегі кешенді беру коэффициентіне сәйкес келеді.

Резонанстық немесе тербелмелі тізбектер кернеулердің немесе токтардың резонанс құбылыстары пайда болуы мүмкін электрлік тізбектер деп аталады. Резонанс - индуктивтілігі мен сыйымдылығы бар пассивті электр тізбегінің осындай режимі, онда тізбектің реактивтілігі мен реактивтілігі нөлге тең; тиісінше, тізбектің терминалдарындағы реактивті қуат та нөлге тең. Резонанстық құбылыс байқалатын жиіліктерді резонанстық жиіліктер деп атайды. Шекарасында ток I 0 максимум (резонанстық) мәннің 0,707-ге дейін төмендейтін резонансқа жақын жиілік диапазоны әдетте өткізу қабілеттілігі деп аталады. резонанстық контур. Тізбектің сапа коэффициенті неғұрлым жоғары болса, оның өткізу қабілеттілігі соғұрлым тар болады және сәйкесінше резонанс қисығы айқынырақ болады. Резонанстық қисық сызығының анықтығы тербелмелі контурдың жиілік селективтілігін сипаттайды, яғни. оның белгілі бір жиіліктегі электрлік тербелістерді беру немесе кешіктіру қабілеті - резонанстық немесе оған жақын.

Іс жүзінде белгілі бір жиілікті ғана емес, бүкіл жиілік диапазонын бөлу қажеттілігі туындайды. Бұл жиіліктерді бөлу электрлік сүзгілердің көмегімен жүзеге асырылады.

Электр сүзгісі - төмен әлсіреумен белгілі бір нақты жиілік диапазонынан өтетін пассивті төрт терминалды желі; осы жиілік диапазонынан тыс, әлсіреу үлкен. Өшіру аз болатын жиіліктер диапазоны сүзгінің өту жолағы деп аталады. Жиілік диапазонының қалған бөлігі сүзгінің тоқтату (немесе әлсірету) жолағы болып табылады.

Электр сүзгілерін әртүрлі тәсілдермен жіктеуге болады.

Берілетін жиіліктер бойынша классификация. Жиіліктердің берілетін спектріне байланысты сүзгілер сүзгілерге бөлінеді: а) төмен жиілікті (төмен жиілікті); б) жоғары жиіліктер (жоғары жиілікті); в) жолақ; г) блоктау (қабылдаушы).

Сызбалар бойынша жіктеу. Сүзгілер L-, T-, U-тәрізді, көпір т.б буындардан тұруы мүмкін.Сілтемелер санына қарай фильтр бір буынды немесе көп буынды болады.

Сипаттамалары бойынша сүзгілердің классификациясы. k түріндегі қарапайым сүзгілерден айырмашылығы, сүзгілер көбірек жоғары сынып- m типті туынды сүзгілер және т.б.

Элемент түрлері бойынша сүзгілердің классификациясы. Сүзгілер бар: а) реактивті; б) пьезоэлектрлік; в) индуктивті емес және т.б.