Разделы сайта

Анализ сигнала на выходе линейного устройства

где Re(K(jw)) - действительная часть комплексного числа K(jw), а Im(K(jw)) - мнимая.

График АЧХ приведён на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - АЧХ устройства

Кривая А1 соответствует ёмкости С2=50пФ, А2 - С2=100пФ, А3 - С2=150пФ.

ФЧХ рассчитывается как арктангенс отношения мнимой части к действительной:

;

График ФЧХ устройства приведён на рисунке 3.4 (фаза указана в градусах).

Рисунок 3.4 - ФЧХ устройства

Кривая ц1 соответствует ёмкости С2=50пФ, ц2 - С2=100пФ, ц3 - С3=150пФ.

Анализ спектра выходного сигнала

Умножая передаточную функцию на спектр входного сигнала, получаем спектр выходного сигнала:

;

Спектр выходного сигнала представлен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Спектр выходного сигнала

Спектр выходного сигнала незначительно отличается от спектра входного сигнала. Основным отличием является ослабление уровня сигнала на 50дБ (430раз), что объясняется низкой крутизной проходной характеристики транзистора.

Подставив в аналитическое выражение входного сигнала новые значения амплитуд Аn получим формулу для выходного сигнала:

S(t)=7,2∙10-4∙cos(106t)+7,212∙10-5∙cos(1.001∙106t)-7,188∙10-5∙cos(0.999∙106t)-3,66∙10-5∙sin(1.01∙106t)-3,542∙10-5∙sin(0.99∙106t).

Выходной сигнал, соответствующий ёмкости конденсатора С2=100пФ изображен на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Выходной сигнал

Выходной сигнал меньше входного по амплитуде более чем на 50 дБ. Так как частоты спектра расположены в достаточно узкой полосе частот и были ослаблены практически равномерно, то искажений выходного сигнала практически не проявилось.

При значительном изменении ёмкости конденсатора С2 будет изменяться амплитуда сигнала на выходе и появятся искажения. Изменение фазы сигнала будет происходить в соответствии с ФЧХ устройства.

Заключение

В ходе выполнения работы был проанализирован входной сигнал и определён его спектр. Была рассчитана передаточная функция устройства, аналитически выведены АЧХ и ФЧХ. График АЧХ имеет на низких частотах максимальное значение, а при увеличении частоты уменьшается. Был рассчитан спектр сигнала на выходе устройства и построен выходной сигнал.

Можно отметить, что устройство представляет собой усилитель напряжения с коэффициентом усиления на рабочих частотах равным -50дБ. Коэффициент усиления по постоянному току равен +35дБ

Приложение А

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Самое читаемое:

Разработка микроконтроллерного устройства стабилизации температуры
Эффективная организация контроля информации приобретает всё большее практическое значение, прежде всего как условие успешной практической деятельности людей. Объем информации, необходимой для нормального функционирования современного общества, растёт из года в год. На сегодняшний день складывается ситуация, в которой наряду с самой ...