Система моделювання Electronics Workbench

Методическое пособие - Компьютеры, программирование

Другие методички по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



застосувати команду Analysis>Fourier. Отримане при цьому спектральний розподіл гармонік для розглянутої імпульсної послідовності при Um = 2 В показано на мал. 3.7. Для того щоб у чорно-білому зображенні була видна постійна складова, у меню Graph Properties>Left Axis був обраний білий колір для осі X. З мал. 3.7 видно, що постійна складова дійсно дорівнює Um/2 = 1 В, амплітуда першої гармоніки 2Um/7i = 1,27 В. Помітимо, що для імпульсної послідовності при шпаруватості, не рівної 2, вираження (3.1) трохи ускладнюється [51].

 

Мал.3.7. Лінійчастий спектр послідовності прямокутних імпульсів типу меандр.

 

а)б)

 

Джерела модульованої напруги в програмі EWB представлені компонентами, показаними на мал. 3.8.

Джерело на мал. 3.8, а ідеальний генератор амплітудно-модульованих коливань (AM), параметри якого задаються в діалоговому вікні (мал. 3.9), у якому позначено: Carrier Amplitude амплітуда несучої, Carrier Frequency частота несучої, Modulation Index коефіцієнт модуляції, Modulation Frequency частота коливання, що модулює.

Осцилограмма АМ-сигнала при М = 0,5 і значеннях інших параметрів, зазначених у вікні на мал. 3.9, показана на мал. 3.10. Коефіцієнт модуляції визначається як відношення амплітуди що обгинає (на осцилограмі 0,5 В) до її середнього значення, тобто до амплітуди несучої (1 В). Коефіцієнт модуляції завжди менше або дорівнює одиниці.

Аналітичне вираження для АМ-сигнала записується в наступному виді [51]:

 

U(t) = Uc[l+ Msin(2пFm)t]sin(2пFс t)

 

Це вираження після тригонометричних перетворень може бути представлене в більш наочному виді [51]:

 

U(t) = Uc[cos(2пFc)t + 0,5Mcos2п(Fc + Fm)t + 0,5Mcos2п(Fc - Fm)t]. (3.2)

 

Перший доданок вираження (3.2) називається несущим коливанням, другий доданок коливанням з верхньої бічний, третє коливанням з нижньою бічною частотою.

Параметри джерела частотно-модульованих коливань (ЧМ) на мал. 3.8, б задаються в діалоговому вікні (мал. 3.11), аналогічному по наборі параметрів вікну на мал. 3.9.

 

Мал.3.9. Вікно установки параметрів джерела АМ-коливань.

Мал.3.10. Осцифалограма АМ-коливань.

 

Мал.3.11. Вікно установки параметрів джерела ЧM-коливань.

 

Аналітичне вираження для ЧМ-сигнала має такий вигляд [51]:

U(t)=Ucsin[27п, + M sin(2пFm)t]. Це вираження для зручності інтерпретації перетворюється до виду [51]:

 

U(t)=UcJo(z)cos(27пFr)t + Uc Jn(z) cos27п(Fс + n)t + Uс cos2п(FС Гм )t,

n-ln-1

 

J0(z),J (z) функції Бесселя нульового і л-го порядку від аргументу z = М.

У приведеному вираженні, як і у випадку АМ-сигнала, перший доданок називається несучим коливанням, другий доданок гармонійними складової верхньої бічної смуги частот, третє складової нижньої бічної смуги частот. Кількість верхніх і нижніх бічних частот теоретично нескінченно. Практично ж при великих значеннях М складові, починаючи приблизно з n = М+ 1, можна не враховувати.

Осцилограма Чм-коливання, отримана при індексі модуляції М = 5, приведена на мал. 3.12.

 

Мал.3.12. Осцифалограма ЧМ-коливань.

 

Керовані джерела програми EWB показані на мал. 3.13. Джерело на мал. 3.13, а являє собою джерело напруги, керований струмом (ИНУТ). У діалоговому вікні цього джерела задається єдиний параметр коефіцієнт передачі, дорівнює відношенню вихідної напруги до струму керування; параметр має розмірність опору. Для джерела струму, керованого напругою (ИТУН, мал. 3.13, б), цей параметр має розмірність провідності, оскільки коефіцієнт передачі дорівнює відношенню вихідного струму до напруги керування.

Джерела на мал. 3.13, у, м являють собою джерела напруги і струму, керовані відповідно напругою і струмом (ИНУН і ИТУТ). Коефіцієнт передачі цих пристроїв величина безрозмірна.

 

а) б) в) г) д)

Мал.3.13. Керуємі джерела напруги і струму.

 

Мал.3.13. Схеми включення поліномінального джерела.

 

Вихідний сигнал керованого джерела на мал. 3.13, д визначається поліноміальною функцією. Для більш детального знайомства з таким джерелом розглянемо деякі схеми їхнього включення (мал. 3.14). Перша (верхня) схема виконує підсумовування напруг VI і V3, середня схема множення однойменних напруг, а нижня підносить до кубічну степеня напруга VI.

Вихідна напруга розглянутого джерела описується поліномом наступного виду:

 

Y=A+B*V1+C*V2+D*V3+E(V1)2+F*V1*V2+G*V1*V2+H(V2)+I*V1*V2+J(V3)2+K*V1*V2*V3 (3.3)

 

Коефіцієнти полінома задаються за допомогою вікна(мал.3.15)

 

Мал.3.15. Значення параметрів поліномінального джерела для піднесення V1 до другого степеня.

 

Контрольні питання і завдання

  1. Мається джерело напруги 10 В с внутрішнім опором 10 МОм і навантаженням, що змінюється в межах від 10 до 100 Ом. Чи можна таке джерело назвати генератором струму?
  2. Проведіть розрахунок вираження, що складається, (3.1) при Um = 2 В и порівняйте отримані результати з даними мал. 3.7.

3. Формула (3.3) отримана шляхом зіставлення даних на мал. 3.14 і значень коефіцієнтів полінома в діалоговому вікні джерела для кожної схеми. Проведіть такий порівняльний аналіз самостійно. Яким іншим, більш простим способом можна одержати формулу (3.3)?

3. Керуючись формулою (3.3), досліджуйте можливі варіанти зведення постійної напруги 3 В в кубічний ступінь, у четвертий і пятий ступінь на базі одного поліноміального джерела. Складіть схеми пристроїв і перевірте їхню працездатність.

Складіть схему для дослідження спектрального складу AM- і ЧМ-сигналів.

Результати моделювання зіставте з розрахунковими по формулах (3.2) і (3.2а).

6.Як відомо, потужність у ланцюзі постійного струму визн

s