სიგნალის კონვერტაცია ხაზოვან სქემებში და სისტემებში. სიგნალის კონვერტაცია ხაზოვანი პარამეტრული სქემებით

თქვენი კარგი ნამუშევრების ცოდნის ბაზაზე წარდგენა მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნებულია http://www.allbest.ru/

ტესტი

სიგნალის კონვერტაცია ხაზოვანი სქემებით მუდმივი პარამეტრებით

1. ზოგადი ინფორმაცია

5.1 ინტეგრირებული ტიპის სქემები (დაბალგამტარი ფილტრები)

5.2 დიფერენციაციის ტიპის სქემები (მაღალგამტარი ფილტრები)

5.3 სიხშირის შერჩევითი სქემები

ლიტერატურა

1. ზოგადი ინფორმაცია

ელექტრონული წრე არის ელემენტების ერთობლიობა, რომელიც უზრუნველყოფს პირდაპირი და ალტერნატიული დენების გავლას და გარდაქმნას სიხშირის ფართო დიაპაზონში. იგი მოიცავს ელექტროენერგიის წყაროებს (ელექტრომომარაგებას), მის მომხმარებლებს და შესანახ მოწყობილობებს, ასევე დამაკავშირებელ მავთულს. მიკროსქემის ელემენტები შეიძლება დაიყოს აქტიურ და პასიურად.

აქტიურ ელემენტებში შესაძლებელია დენების ან ძაბვების გარდაქმნა და მათი სიმძლავრის ერთდროულად გაზრდა. ეს მოიცავს, მაგალითად, ტრანზისტორებს, საოპერაციო გამაძლიერებლებს და ა.შ.

პასიურ ელემენტებში დენების ან ძაბვების გარდაქმნას არ ახლავს სიმძლავრის მატება, მაგრამ, როგორც წესი, შეინიშნება მისი კლება.

ელექტრული ენერგიის წყაროები ხასიათდება ელექტრომოძრავი ძალის სიდიდითა და მიმართულებით და შიდა წინააღმდეგობის მნიშვნელობით. ელექტრონული სქემების ანალიზისას გამოიყენება იდეალური ემფ წყაროების (გენერატორების) ცნებები. ეგ (ნახ. 1, ა) და მიმდინარე მე d (ნახ. 1, ბ). ისინი იყოფა ემფ წყაროებად. (ძაბვის წყაროები) და დენის წყაროები, რომლებსაც ე.წ. emf გენერატორები, შესაბამისად. (ძაბვის გენერატორები) და დენის გენერატორები.

emf წყაროს ქვეშ გვესმის ასეთი იდეალიზებული ენერგიის წყარო, რომლის ემფ არ არის დამოკიდებული მასში გამავალ დენზე. შიდა წინააღმდეგობა რამ იდეალიზებული კვების წყაროს g არის ნული

დენის გენერატორი არის დენის იდეალიზებული წყარო, რომელიც აწვდის დენს მე g დატვირთვაში, მისი წინააღმდეგობის მნიშვნელობიდან დამოუკიდებლად რნ. იმისათვის, რომ მიმდინარე მე g დენის წყარო არ იყო დამოკიდებული დატვირთვის წინააღმდეგობაზე რ n, მისი შიდა წინააღმდეგობა და მისი ემფ. თეორიულად უნდა მიდრეკილი იყოს უსასრულობისკენ.

რეალურ ძაბვის წყაროებს და დენის წყაროებს აქვთ შიდა წინააღმდეგობა რსასრული მნიშვნელობის g (ნახ. 2).

რადიოინჟინერიის სქემების პასიურ ელემენტებს მიეკუთვნება ელექტრული წინააღმდეგობები (რეზისტორები), კონდენსატორები და ინდუქტორები.

რეზისტორი არის ენერგიის მომხმარებელი. რეზისტორის მთავარი პარამეტრია აქტიური წინააღმდეგობა რ. წინააღმდეგობა გამოიხატება ომებში (Ohms), კილოომებში (kOhms) და მეგოჰმებში (Mohms).

ენერგიის შესანახი მოწყობილობები მოიცავს კონდენსატორს (ელექტრო ენერგიის შესანახი) და ინდუქტორს (მაგნიტური ენერგიის შესანახი).

კონდენსატორის მთავარი პარამეტრი არის ტევადობა თან. ტევადობა იზომება ფარადებში (F), მიკროფარადებში (μF), ნანოფარადებში (nF), პიკოფარადებში (pF).

ინდუქტორის მთავარი პარამეტრი მისი ინდუქციურობაა ლ. ინდუქციური მნიშვნელობა გამოიხატება ჰენრიში (H), მილიჰენრიში (mH), მიკროჰენრიში (μH) ან ნანოჰენრიში (nH).

სქემების ანალიზისას, ჩვეულებრივ, ვარაუდობენ, რომ ყველა ეს ელემენტი იდეალურია, რისთვისაც მოქმედებს შემდეგი ურთიერთობები ძაბვის ვარდნას შორის: uელემენტზე და მასში გამავალ დენზე მე:

თუ ელემენტის პარამეტრები რ, ლდა თანარ არიან დამოკიდებული გარე გავლენებზე (ძაბვა და დენი) და არ შეუძლიათ გაზარდონ წრეში მოქმედი სიგნალის ენერგია, მაშინ მათ უწოდებენ არა მხოლოდ პასიურს, არამედ ხაზოვანი ელემენტები. ასეთი ელემენტების შემცველ სქემებს უწოდებენ პასიური წრფივი სქემები, მუდმივი პარამეტრებით წრფივი სქემები ან სტაციონარული სქემები.

წრეს, რომელშიც აქტიური წინააღმდეგობა, ტევადობა და ინდუქციურობა ენიჭება მის გარკვეულ მონაკვეთებს, ეწოდება წრედი პარამეტრით. თუ მიკროსქემის პარამეტრები განაწილებულია მის გასწვრივ, იგი ითვლება განაწილებულ პარამეტრთა წრედ.

მიკროსქემის ელემენტების პარამეტრები შეიძლება დროთა განმავლობაში შეიცვალოს გარკვეული კანონის მიხედვით დამატებითი ზემოქმედების შედეგად, რომელიც არ არის დაკავშირებული წრეში ძაბვასთან ან დენებთან. ასეთ ელემენტებს (და მათგან შემდგარ ჯაჭვებს) პარამეტრული ეწოდება:

პარამეტრულ ელემენტებს მიეკუთვნება თერმისტორი, რომლის წინააღმდეგობა ტემპერატურის ფუნქციაა, ნახშირბადის ფხვნილის მიკროფონი ჰაერის წნევით კონტროლირებადი წინააღმდეგობით და ა.შ.

ელემენტებს, რომელთა პარამეტრები დამოკიდებულია მათზე გამავალი დენების ან ძაბვების სიდიდეზე, ხოლო დენებსა და ძაბვებს შორის ურთიერთობა აღწერილია არაწრფივი განტოლებებით, ეწოდება არაწრფივი, ხოლო სქემებს, რომლებიც შეიცავს ასეთ ელემენტებს, ეწოდება არაწრფივი სქემები.

პროცესები, რომლებიც წარმოიქმნება სქემებში ერთიან პარამეტრებთან, აღწერილია შესაბამისი დიფერენციალური განტოლებებით, რომლებიც აკავშირებენ შემავალ და გამომავალ სიგნალებს მიკროსქემის პარამეტრების მეშვეობით.

წრფივი დიფერენციალური განტოლება მუდმივი კოეფიციენტებით ა 0 ,ა 1 ,ა 2 …ა ნ,ბ 0 ,ბ 1 ,..,ბ მახასიათებს წრფივ წრედს მუდმივი პარამეტრებით

წრფივი დიფერენციალური განტოლებები ცვლადი კოეფიციენტებით აღწერს წრფივ სქემებს ცვლადი პარამეტრებით.

დაბოლოს, არაწრფივი სქემებში მიმდინარე პროცესები აღწერილია არაწრფივი დიფერენციალური განტოლებებით.

ხაზოვან პარამეტრულ სისტემებში ერთი პარამეტრი მაინც იცვლება მოცემული კანონის მიხედვით. ასეთი სისტემის მიერ სიგნალის გარდაქმნის შედეგი შეიძლება მივიღოთ შემავალი და გამომავალი სიგნალების დამაკავშირებელი ცვლადი კოეფიციენტებით შესაბამისი დიფერენციალური განტოლების ამოხსნით.

2. თვისებები ხაზოვანი სქემებიმუდმივი პარამეტრებით

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, პროცესები, რომლებიც მიმდინარეობს წრფივ სქემებში მუდმივი ერთიანი პარამეტრებით, აღწერილია წრფივი დიფერენციალური განტოლებებით მუდმივი კოეფიციენტებით. განვიხილოთ ასეთი განტოლებების შედგენის მეთოდი მარტივი წრფივი მიკროსქემის მაგალითის გამოყენებით, რომელიც შედგება რიგით დაკავშირებული ელემენტებისაგან. რ, ლდა C(ნახ. 3). წრე აღფრთოვანებულია თვითნებური ფორმის იდეალური ძაბვის წყაროთი u(ტ). ანალიზის ამოცანაა მიკროსქემის ელემენტებში გამავალი დენის დადგენა.

კირჩჰოფის მეორე კანონის მიხედვით, ძაბვა u(ტ) უდრის ელემენტებზე ძაბვის ვარდნის ჯამს რ, ლდა C

რი+ლ = u(t).

ამ განტოლების დიფერენცირებისას მივიღებთ

მიღებული არაჰომოგენური წრფივი დიფერენციალური განტოლების ამოხსნა საშუალებას გვაძლევს განვსაზღვროთ წრედის სასურველი რეაქცია - მე(ტ).

ხაზოვანი სქემებით სიგნალის გარდაქმნის ანალიზის კლასიკური მეთოდია ასეთი განტოლებების ზოგადი ამოხსნის პოვნა, რომელიც უდრის თავდაპირველი არაჰომოგენური განტოლების კონკრეტული ამონახსნის ჯამს და ერთგვაროვანი განტოლების ზოგადი ამონახსნის.

ჰომოგენური დიფერენციალური განტოლების ზოგადი გადაწყვეტა არ არის დამოკიდებული გარე ზემოქმედებაზე (რადგან თავდაპირველი განტოლების მარჯვენა მხარე, რომელიც ახასიათებს ამ გავლენას, აღებულია ნულის ტოლი) და მთლიანად განისაზღვრება წრფივი ჯაჭვის სტრუქტურით და საწყისი პირობებით. მაშასადამე, ზოგადი გადაწყვეტის ამ კომპონენტით აღწერილ პროცესს ეწოდება თავისუფალი პროცესი, ხოლო თავად კომპონენტს ეწოდება თავისუფალი კომპონენტი.

არაჰომოგენური დიფერენციალური განტოლების კონკრეტული ამოხსნა განისაზღვრება ამაღელვებელი ფუნქციის ტიპით u(ტ). აქედან გამომდინარე, მას უწოდებენ იძულებითი (იძულებითი) კომპონენტი, რაც მიუთითებს მის სრულ დამოკიდებულებაზე გარე აგზნებაზე.

ამრიგად, ჯაჭვში მიმდინარე პროცესი შეიძლება ჩაითვალოს, რომ შედგებოდა ორი გადახურვის პროცესისგან - იძულებითი, რომელიც, როგორც ჩანს, მაშინვე მოხდა და თავისუფალი, რომელიც ხდება მხოლოდ გარდამავალი რეჟიმის დროს. თავისუფალი კომპონენტების წყალობით, გარდამავალ პროცესში მიიღწევა უწყვეტი მიდგომა ხაზოვანი წრედის იძულებითი (სტაციონარული) რეჟიმის (მდგომარეობის) მიმართ. მდგრად მდგომარეობაში, ხაზოვან წრეში ყველა დენის და ძაბვის ცვლილების კანონი, მუდმივ მნიშვნელობებამდე, ემთხვევა გარე წყაროს ძაბვის ცვლილების კანონს.

წრფივი სქემების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება, რომელიც გამოწვეულია წრედის ქცევის აღწერის დიფერენციალური განტოლების წრფივობით, არის დამოუკიდებლობის ან სუპერპოზიციის პრინციპის მართებულობა. ამ პრინციპის არსი შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: როდესაც რამდენიმე გარე ძალა მოქმედებს ხაზოვან ჯაჭვზე, ჯაჭვის ქცევა შეიძლება განისაზღვროს თითოეული ძალისთვის ნაპოვნი ამონახსნების ცალ-ცალკე გადანაწილებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ხაზოვან ჯაჭვში ამ ჯაჭვის რეაქციების ჯამი სხვადასხვა გავლენისგან ემთხვევა ჯაჭვის რეაქციას გავლენის ჯამიდან. ვარაუდობენ, რომ ჯაჭვი თავისუფალია საწყისი ენერგიის რეზერვებისგან.

წრფივი სქემების კიდევ ერთი ფუნდამენტური თვისება გამომდინარეობს მუდმივი კოეფიციენტებით წრფივი დიფერენციალური განტოლებების ინტეგრაციის თეორიიდან. მუდმივი პარამეტრების მქონე წრფივ წრეში ნებისმიერი, რაც არ უნდა რთული იყოს გავლენისთვის, ახალი სიხშირეები არ წარმოიქმნება. ეს ნიშნავს, რომ არცერთი სიგნალის ტრანსფორმაცია, რომელიც მოიცავს ახალი სიხშირეების გამოჩენას (ანუ სიხშირეები, რომლებიც არ არის შეყვანის სიგნალის სპექტრში), პრინციპში, არ შეიძლება განხორციელდეს მუდმივი პარამეტრების მქონე წრფივი მიკროსქემის გამოყენებით.

3. ხაზოვანი სქემებით სიგნალის გარდაქმნის ანალიზი სიხშირის დომენში

წრფივი სქემებში პროცესების ანალიზის კლასიკური მეთოდი ხშირად დაკავშირებულია რთული გარდაქმნების განხორციელების აუცილებლობასთან.

კლასიკური მეთოდის ალტერნატივაა ოპერატორის (ოპერაციული) მეთოდი. მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ შეყვანის სიგნალზე ინტეგრალური ტრანსფორმაციის გზით გადასვლა დიფერენციალური განტოლებიდან დამხმარე ალგებრულ (ოპერატიულ) განტოლებამდე. შემდეგ მოიძებნება ამ განტოლების ამონახსნი, საიდანაც, შებრუნებული გარდაქმნის გამოყენებით, მიიღება საწყისი დიფერენციალური განტოლების ამონახსნი.

ლაპლასის ტრანსფორმაცია ყველაზე ხშირად გამოიყენება როგორც ინტეგრალური ტრანსფორმაცია, რომელიც ფუნქციისთვის ს(ტ) მოცემულია ფორმულით:

სად გვ- რთული ცვლადი: . ფუნქცია ს(ტ) ეწოდება ორიგინალს, ხოლო ფუნქციას ს(გვ) - მისი იმიჯი.

გამოსახულებიდან ორიგინალზე საპირისპირო გადასვლა ხორციელდება ლაპლასის შებრუნებული ტრანსფორმაციის გამოყენებით

განტოლების (*) ორივე მხარის ლაპლასის გარდაქმნის შემდეგ მივიღებთ:

გამომავალი და შემავალი სიგნალების ლაპლასის გამოსახულებების თანაფარდობას ეწოდება ხაზოვანი სისტემის გადაცემის მახასიათებელი (ოპერატორის გადაცემის კოეფიციენტი):

თუ სისტემის გადაცემის მახასიათებელი ცნობილია, მაშინ მოცემული შემავალი სიგნალიდან გამომავალი სიგნალის მოსაძებნად საჭიროა:

· - იპოვნეთ შეყვანის სიგნალის ლაპლასის გამოსახულება;

· - იპოვნეთ გამომავალი სიგნალის ლაპლასის გამოსახულება ფორმულის გამოყენებით

· - სურათის მიხედვით სგარეთ ( გვ) იპოვნეთ ორიგინალი (სქემის გამომავალი სიგნალი).

როგორც ინტეგრალური ტრანსფორმაცია დიფერენციალური განტოლების გადასაჭრელად, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფურიეს ტრანსფორმაცია, რომელიც ლაპლასის გარდაქმნის განსაკუთრებული შემთხვევაა, როდესაც ცვლადი გვშეიცავს მხოლოდ წარმოსახვით ნაწილს. გაითვალისწინეთ, რომ იმისათვის, რომ ფურიეს ტრანსფორმაცია გამოვიყენოთ ფუნქციაზე, ის უნდა იყოს აბსოლუტურად ინტეგრირებადი. ეს შეზღუდვა მოიხსნება ლაპლასის ტრანსფორმაციის შემთხვევაში.

როგორც ცნობილია, სიგნალის პირდაპირი ფურიეს ტრანსფორმაცია ს(ტ), მოცემული დროის დომენში, არის ამ სიგნალის სპექტრული სიმკვრივე:

განტოლების (*) ორივე მხარის ფურიეს გარდაქმნის შემდეგ მივიღებთ:

გამომავალი და შემავალი სიგნალების ფურიეს გამოსახულების თანაფარდობა, ე.ი. გამომავალი და შემავალი სიგნალების სპექტრული სიმკვრივის თანაფარდობას ეწოდება წრფივი წრედის გადაცემის რთული კოეფიციენტი:

თუ ხაზოვანი სისტემა ცნობილია, მაშინ გამომავალი სიგნალი მოცემული შეყვანის სიგნალისთვის გვხვდება შემდეგი თანმიმდევრობით:

· შემავალი სიგნალის სპექტრული სიმკვრივის განსაზღვრა პირდაპირი ფურიეს ტრანსფორმაციის გამოყენებით;

· განსაზღვრეთ გამომავალი სიგნალის სპექტრული სიმკვრივე:

ინვერსიული ფურიეს ტრანსფორმაციის გამოყენებით, გამომავალი სიგნალი გვხვდება დროის ფუნქციის მიხედვით

თუ შეყვანის სიგნალისთვის არსებობს ფურიეს ტრანსფორმაცია, მაშინ რთული გადაცემის კოეფიციენტი შეიძლება მივიღოთ გადაცემის მახასიათებლიდან ჩანაცვლებით რ on ჯ.

ხაზოვან სქემებში სიგნალის გარდაქმნის ანალიზს რთული მომატების გამოყენებით ეწოდება სიხშირის დომენის ანალიზის მეთოდს (სპექტრული მეთოდი).

პრაქტიკაში TO(ჯ) ხშირად გვხვდება მიკროსქემის თეორიის მეთოდების გამოყენებით მიკროსქემის დიაგრამები, დიფერენციალური განტოლების შედგენის გარეშე. ეს მეთოდები ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ ჰარმონიული გავლენის ქვეშ რთული გადაცემის კოეფიციენტი შეიძლება გამოისახოს გამომავალი და შემავალი სიგნალების რთული ამპლიტუდების თანაფარდობით.

ხაზოვანი მიკროსქემის სიგნალის ინტეგრირება

თუ შემავალი და გამომავალი სიგნალები არის ძაბვები, მაშინ კ(ჯ) არის განზომილებიანი, თუ დენი და ძაბვა, შესაბამისად, მაშინ კ(ჯ) ახასიათებს წრფივი წრედის წინააღმდეგობის სიხშირეზე დამოკიდებულებას, თუ ძაბვასა და დენს, მაშინ გამტარობის სიხშირეზე დამოკიდებულებას.

კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი კ(ჯ) ხაზოვანი წრე აკავშირებს შემავალი და გამომავალი სიგნალების სპექტრებს. ნებისმიერი რთული ფუნქციის მსგავსად, ის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სამი ფორმით (ალგებრული, ექსპონენციალური და ტრიგონომეტრიული):

სად არის დამოკიდებულება მოდულის სიხშირეზე

ფაზის დამოკიდებულება სიხშირეზე.

IN ზოგადი შემთხვევაკომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი შეიძლება გამოსახული იყოს კომპლექსურ სიბრტყეზე, გამოსახულია რეალური მნიშვნელობების ღერძის გასწვრივ, წარმოსახვითი მნიშვნელობების ღერძის გასწვრივ. მიღებულ მრუდს ეწოდება რთული გადაცემის კოეფიციენტის ჰოდოგრაფი.

პრაქტიკაში, ყველაზე დამოკიდებულებები TO() და კ() განიხილება ცალკე. ამ შემთხვევაში ფუნქცია TO() ეწოდება ამპლიტუდა-სიხშირის პასუხს (AFC) და ფუნქციას კ() - ხაზოვანი სისტემის ფაზა-სიხშირის პასუხი (PFC). ჩვენ ხაზს ვუსვამთ იმას, რომ კავშირი შემავალი და გამომავალი სიგნალების სპექტრს შორის არსებობს მხოლოდ კომპლექსურ რეგიონში.

4. ხაზოვანი სქემებით სიგნალის გარდაქმნის ანალიზი დროის დომენში

სუპერპოზიციის პრინციპი შეიძლება გამოყენებულ იქნას თვითნებური შეყვანის სტიმულზე რეაგირების დასადგენად, მოკლებული წრფივი წრის საწყისი ენერგიის რეზერვებს. გამოთვლები ამ შემთხვევაში უმარტივესი აღმოჩნდება, თუ გამოვიყენებთ ამაღელვებელი სიგნალის წარმოდგენას, როგორც იმავე ტიპის სტანდარტული კომპონენტების ჯამს, პირველად შევისწავლეთ მიკროსქემის რეაქცია შერჩეულ სტანდარტულ კომპონენტზე. ერთეულის ფუნქცია (ერთეული ნაბიჯი) 1( ტ - ტ 0) და დელტა პულსი (ერთეული პულსი) ( ტ - ტ 0).

წრფივი წრედის რეაქციას ერთ საფეხურზე ეწოდება მის გარდამავალი პასუხი თ(ტ).

წრფივი წრედის რეაქციას დელტა იმპულსზე ეწოდება ამ წრედის იმპულსური პასუხი g(t).

ვინაიდან ერთეული ნახტომი არის დელტა იმპულსის განუყოფელი ნაწილი, მაშინ ფუნქციები თ (ტ) და გ(ტ) დაკავშირებულია ერთმანეთთან შემდეგი ურთიერთობებით:

ხაზოვანი მიკროსქემის ნებისმიერი შეყვანის სიგნალი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც დელტა იმპულსების ერთობლიობა, გამრავლებული სიგნალის მნიშვნელობით დროის ღერძზე ამ იმპულსების პოზიციის შესაბამისი დროებით. ამ შემთხვევაში, კავშირი ხაზოვანი წრედის გამომავალ და შეყვანის სიგნალებს შორის მოცემულია კონვოლუციური ინტეგრალით (დუჰამელის ინტეგრალი):

შეყვანის სიგნალი ასევე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს, როგორც ერთეული ნახტომების ნაკრები, აღებული წონებით, რომლებიც შეესაბამება სიგნალის წარმოებულს ერთეული ნახტომის წარმოშობის წერტილში. მერე

სიგნალის კონვერტაციის ანალიზი იმპულსური ან საფეხურიანი პასუხის გამოყენებით ეწოდება დროის დომენის ანალიზის მეთოდით (სუპერპოზიციის ინტეგრალური მეთოდი).

ხაზოვანი სისტემებით სიგნალის კონვერტაციის ანალიზისთვის დროის ან სპექტრული მეთოდის არჩევანი ნაკარნახევია ძირითადად სისტემის შესახებ საწყისი მონაცემების მოპოვების მოხერხებულობით და გამოთვლების სიმარტივით.

სპექტრული მეთოდის უპირატესობა ის არის, რომ ის მუშაობს სიგნალის სპექტრებით, რის შედეგადაც შესაძლებელია, ხარისხობრივად მაინც, განსჯა სისტემის გამოსავალზე მისი ფორმის ცვლილების შესახებ სპექტრის ცვლილებაზე დაყრდნობით. შეყვანის სიგნალის სიმკვრივე. დროის დომენის ანალიზის მეთოდის გამოყენებისას, ზოგადად, ასეთი ხარისხობრივი შეფასებაუკიდურესად რთული გასაკეთებელი

5. უმარტივესი წრფივი სქემები და მათი მახასიათებლები

ვინაიდან წრფივი სქემების ანალიზი შეიძლება განხორციელდეს სიხშირის ან დროის დომენში, ასეთი სისტემების მიერ სიგნალის კონვერტაციის შედეგი შეიძლება ინტერპრეტირებული იყოს ორი გზით. დროის დომენის ანალიზი საშუალებას გაძლევთ გაარკვიოთ შეყვანის სიგნალის ფორმის ცვლილება. სიხშირის დომენში ეს შედეგი ჰგავს ტრანსფორმაციას სიხშირის ფუნქციაზე, რაც გამოიწვევს შეყვანის სიგნალის სპექტრული შემადგენლობის ცვლილებას, რაც საბოლოოდ განსაზღვრავს გამომავალი სიგნალის ფორმას, დროის დომენში - როგორც შესაბამისი ტრანსფორმაცია. დროის ფუნქციით.

უმარტივესი წრფივი სქემების მახასიათებლები წარმოდგენილია ცხრილში 4.1.

5.1 ინტეგრირებული ტიპის სქემები (დაბალგამტარი ფილტრები)

სიგნალის კონვერტაცია კანონის მიხედვით

სად მ- პროპორციულობის კოეფიციენტი, - გამომავალი სიგნალის მნიშვნელობა მომენტში ტ= 0 ეწოდება სიგნალის ინტეგრაციას.

იდეალური ინტეგრატორის მიერ შესრულებული უნიპოლარული და ბიპოლარული მართკუთხა იმპულსების ინტეგრირების ოპერაცია ილუსტრირებულია ნახ. 4.

ასეთი მოწყობილობის გადაცემის რთული კოეფიციენტი ამპლიტუდა-სიხშირის მახასიათებელი ფაზა-სიხშირის მახასიათებელი ნაბიჯი პასუხი h(t) = t, t 0-ისთვის.

იდეალური ელემენტია შეყვანის დენის ინტეგრირებისთვის მეარის იდეალური კონდენსატორი (სურ. 5), რისთვისაც

ჩვეულებრივ, ამოცანაა გამომავალი ძაბვის ინტეგრირება. ამისათვის საკმარისია შეყვანის ძაბვის წყაროს გადაქცევა უშეყვანა მიმდინარე გენერატორში მე. ამის მიახლოებული შედეგი შეიძლება მივიღოთ, თუ საკმარისად მაღალი წინააღმდეგობის რეზისტორს სერიულად უკავშირდება კონდენსატორს (ნახ. 6), რომლის დროსაც დენი. მე = (უ in - უგარეთ)/ რთითქმის დამოუკიდებელი ძაბვისგან უგასასვლელი ეს იქნება მართალი იმ პირობით უგარეთ უშეყვანა შემდეგ გამომავალი ძაბვის გამოხატულება (ნულოვანი საწყისი პირობებით უგარეთ (0) = 0)

შეიძლება შეიცვალოს სავარაუდო გამოსახულებით

სად არის ალგებრული (ანუ ნიშნის გათვალისწინებით) ფართობი სიგნალის ქვეშ გამოხატული გარკვეული ინტეგრალით ინტერვალზე (0, ტ), არის ზუსტი სიგნალის ინტეგრაციის შედეგი.

რეალური გამომავალი სიგნალის ფუნქციასთან მიახლოების ხარისხი დამოკიდებულია უთანასწორობის დაკმაყოფილების ხარისხზე უგარეთ უშეყვანა ან, რაც თითქმის იგივეა, უთანასწორობის დაკმაყოფილების ხარისხზე უშეყვანა . მნიშვნელობა უკუპროპორციულია მნიშვნელობის = რ., რომელსაც დროის მუდმივი ეწოდება რ.- ჯაჭვები. ამიტომ, რომ შეძლოთ გამოყენება RC-როგორც ინტეგრაციული წრე, აუცილებელია, რომ დროის მუდმივი იყოს საკმარისად დიდი.

კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი რ.- ინტეგრირებული ტიპის სქემები

ამ გამონათქვამების შედარება იდეალური ინტეგრატორის გამონათქვამებთან, აღმოვაჩენთ, რომ დამაკმაყოფილებელი ინტეგრაციისთვის აუცილებელია პირობის დაკმაყოფილება "1.

ეს უთანასწორობა უნდა დაკმაყოფილდეს შემავალი სიგნალის სპექტრის ყველა კომპონენტისთვის, მათ შორის ყველაზე მცირე.

ნაბიჯი პასუხი რ.- ინტეგრირებული ტიპის სქემები

ამრიგად, ინტეგრირებულ ტიპის RC წრეს შეუძლია შეასრულოს სიგნალის კონვერტაცია. თუმცა, ძალიან ხშირად საჭიროა სხვადასხვა სიხშირის ელექტრული რხევების გამოყოფა. ეს პრობლემა მოგვარებულია ელექტრო მოწყობილობების გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება ფილტრები. ელექტრული რხევების სპექტრიდან, რომელიც გამოიყენება ფილტრის შეყვანაზე, ის ირჩევს (გადის გამომავალზე) რხევებს მოცემულ სიხშირის დიაპაზონში (ე.წ. passband) და თრგუნავს (ასუსტებს) ყველა სხვა კომპონენტს. სიხშირის პასუხის ტიპის მიხედვით, ფილტრები გამოირჩევა:

- დაბალი სიხშირეები, რხევების გადამცემი სიხშირეებით არაუმეტეს გარკვეული ათვლის სიხშირე 0 (გამშვები ზოლი? = 0 0);

- სამმაგი, ვიბრაციების გადაცემა 0-ზე მეტი სიხშირით (სიჩქარე? = 0);

- ზოლები, რომლებიც გადასცემენ ვიბრაციას სასრულ სიხშირის დიაპაზონში 1 2 (სიჩქარე? = 1 2);

- უარმყოფელი ბარიერები, რხევების დაყოვნება მოცემულ სიხშირის დიაპაზონში (stopband? = 1 2).

სიხშირის პასუხის ტიპი რ.- ინტეგრირებული ტიპის სქემები (სურათი 4.6. ბ) აჩვენებს, რომ საქმე გვაქვს წრესთან, რომელიც ეფექტურად გადის დაბალ სიხშირეებს. ამიტომაც რ.ამ ტიპის წრე შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც დაბალი გამტარი ფილტრი (LPF). დროის მუდმივის შესაბამისი არჩევით, შესაძლებელია შესვლის სიგნალის მაღალი სიხშირის კომპონენტების მნიშვნელოვანი შესუსტება (გაფილტვრა) და მუდმივი კომპონენტის (ასეთის არსებობის შემთხვევაში) პრაქტიკულად იზოლირება. ასეთი ფილტრის ათვლის სიხშირე მიიღება სიხშირეზე, რომლის დროსაც, ე.ი. სიგნალის გადაცემის კოეფიციენტი მცირდება 2-ჯერ. ამ სიხშირეს ხშირად უწოდებენ შეწყვეტის სიხშირე თან (შეწყვეტის სიხშირე 0 ). შეწყვეტის სიხშირე

დაინერგა დამატებითი ფაზის ცვლა რ.- ინტეგრირებული ტიპის წრე c სიხშირეზე არის - /4 .

ინტეგრირებული ტიპის სქემები ასევე მოიცავს LR- წრე გამომავალი წინააღმდეგობით (ნახ. 6). ასეთი წრედის დროის მუდმივი = ლ/რ.

5.2 დიფერენციაციის ტიპის სქემები (მაღალგამტარი ფილტრები)

დიფერენცირება არის წრე, რომლის გამომავალი სიგნალი პროპორციულია შეყვანის სიგნალის წარმოებულთან.

სად მ- პროპორციულობის კოეფიციენტი. იდეალური დიფერენცირების მოწყობილობის კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი ამპლიტუდა-სიხშირის საპასუხო ფაზა-სიხშირის პასუხის გარდამავალი პასუხი თ(ტ) = (ტ).

იდეალური ელემენტია მასზე გამოყენებული ძაბვის დენად გადაქცევისთვის მე, წარმოებულის პროპორციულად განსხვავებული იდეალური კონდენსატორია (ნახ. 4.7).

შეყვანის ძაბვის პროპორციული ძაბვის მისაღებად საკმარისია წრეში გამავალი დენის გადაქცევა მე ამ დენის პროპორციულ ძაბვაში. ამისათვის უბრალოდ დააკავშირეთ რეზისტორი სერიულად კონდენსატორთან რ(ნახ. 8, ბ) იმდენად დაბალი წინააღმდეგობა, რომ დენის ცვლილების კანონი ძნელად შეიცვლება ( მე ? CdUშეყვანა/ dt).

თუმცა, სინამდვილეში ამისთვის რ.- სქემა ნაჩვენებია ნახ. 4.8, ა, გამომავალი სიგნალი

და მიახლოებითი თანასწორობა უ in( ტ) ? RCdUშეყვანა/ dtსამართლიანი იქნება მხოლოდ იმ შემთხვევაში

წინა გამოთქმის გათვალისწინებით, მივიღებთ:

ამ უთანასწორობის შესრულებას ხელს შეუწყობს დროის მუდმივის შემცირება = რ., მაგრამ ამავე დროს გამომავალი სიგნალის სიდიდე შემცირდება უ გარეთ,რომელიც ასევე პროპორციულია.

გამოყენების შესაძლებლობის უფრო დეტალური ანალიზი რ.- სქემები, როგორც დიფერენციალური წრე, შეიძლება განხორციელდეს სიხშირის დომენში.

კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი ამისთვის რ.-გამოსახულებიდან განისაზღვრება დიფერენცირების ტიპის ჯაჭვი

სიხშირის პასუხი და ფაზის პასუხი (ნახ. 4.8, ვ) შესაბამისად მოცემულია გამონათქვამებით:

ბოლო გამონათქვამების სიხშირის პასუხთან და იდეალური დიფერენციატორის ფაზურ პასუხთან შედარებისას, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ შეყვანის სიგნალის დიფერენცირების მიზნით, უთანასწორობა უნდა იყოს დაკმაყოფილებული შეყვანის სიგნალის სპექტრის ყველა სიხშირის კომპონენტისთვის.

ნაბიჯი პასუხი რ.- დიფერენცირებული ტიპის ჯაჭვები

სიხშირეზე პასუხის ქცევის ბუნება რ.- დიფერენცირების ტიპის ჯაჭვი აჩვენებს, რომ ასეთი ჯაჭვი ეფექტურად გადის მაღალი სიხშირეებიასე რომ, ის შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც მაღალი გამტარი ფილტრი (HPF). ასეთი ფილტრის გათიშვის სიხშირე მიიღება სიხშირეზე, რომლის დროსაც. მას ხშირად ეძახიან შეწყვეტის სიხშირე თან (შეწყვეტის სიხშირე 0 ). შეწყვეტის სიხშირე

დროის დიდ მუდმივებში ვ რ.- დიფერენცირების ტიპის სქემები, რეზისტორზე ძაბვა იმეორებს შეყვანის სიგნალის ალტერნატიულ კომპონენტს და მისი მუდმივი კომპონენტი მთლიანად ჩახშობილია. რ.- ჯაჭვს ამ შემთხვევაში გამყოფი ჯაჭვი ეწოდება.

აქვს იგივე მახასიათებლები რ.ლ.- წრე (ნახ. 4.8, ბ), რომლის დროის მუდმივი f =ლ/ რ.

5.3 სიხშირის შერჩევითი სქემები

სიხშირის შერჩევითი სქემები გამომავალზე გადადის მხოლოდ ვიბრაციით, სიხშირეებით, რომლებიც მდებარეობს შედარებით ვიწრო ზოლში ცენტრალური სიხშირის გარშემო. ასეთ სქემებს ხშირად უწოდებენ ხაზოვან გამტარ ფილტრებს. უმარტივესი გამტარი ფილტრები არის ელემენტების მიერ წარმოქმნილი რხევითი სქემები ლ, Cდა რ, ხოლო რეალურ სქემებში წინააღმდეგობა რ(დაკარგვის წინააღმდეგობა) ჩვეულებრივ არის რეაქტიული ელემენტების აქტიური წინააღმდეგობა.

ოსცილატორული სქემები, მათი შემადგენელი ელემენტების შეერთების მიხედვით გამომავალი ტერმინალებთან მიმართებაში, იყოფა სერიებად და პარალელურად.

სერიის რხევითი მიკროსქემის დიაგრამა, როდესაც გამომავალი სიგნალი არის კონდენსატორიდან ამოღებული ძაბვა, ნაჩვენებია ნახ. 9-ში. ა.

ასეთი მიკროსქემის კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი

თუ სერიულ რხევის წრეში ძაბვა ამოღებულია ინდუქციიდან (ნახ. 4.9, ბ), ეს

რიგის რხევების წრეში შეყვანის რხევების გარკვეული სიხშირეზე ხდება ძაბვის რეზონანსი, რაც გამოიხატება იმით, რომ ტევადობისა და ინდუქციურობის რეაქტივები ხდება სიდიდის თანაბარი და საპირისპირო ნიშნით. ამ შემთხვევაში, მიკროსქემის მთლიანი წინააღმდეგობა ხდება წმინდა აქტიური, ხოლო წრეში დენს აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა. სიხშირე, რომელიც აკმაყოფილებს მდგომარეობას

ეწოდება რეზონანსული სიხშირე 0:

ზომა:

წარმოადგენს რხევითი წრის რომელიმე რეაქტიული ელემენტის წინააღმდეგობის მოდულს რეზონანსულ სიხშირეზე და ეწოდება წრედის დამახასიათებელი (ტალღის) წინაღობა.

აქტიური წინააღმდეგობის თანაფარდობა დამახასიათებელ წინააღმდეგობას ეწოდება წრედის შესუსტება:

საპასუხო d მნიშვნელობას უწოდებენ მიკროსქემის ხარისხის კოეფიციენტს:

რეზონანსული სიხშირით

ეს ნიშნავს, რომ რეზონანსის დროს მიკროსქემის თითოეულ რეაქტიულ ელემენტზე ძაბვა არის ქგამრავლებული სიგნალის წყაროს ძაბვაზე.

რეალური (ნებისმიერი წრედის) სერიის რხევითი წრედის ხარისხის ფაქტორის პოვნისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ შიდა (გამომავალი) წინააღმდეგობა. რშეყვანის სიგნალის წყაროდან (ეს წინააღმდეგობა სერიულად იქნება დაკავშირებული მიკროსქემის აქტიურ წინააღმდეგობასთან) და აქტიური წინააღმდეგობა რ n დატვირთვა (რომელიც დაკავშირებული იქნება გამომავალი რეაქტიული ელემენტის პარალელურად). ამის გათვალისწინებით, ექვივალენტური ხარისხის ფაქტორი

აქედან გამომდინარეობს, რომ რიგის რხევითი წრედის რეზონანსული თვისებები საუკეთესოდ ვლინდება დაბალი წინააღმდეგობის სიგნალის წყაროებით და მაღალი წინააღმდეგობის დატვირთვით.

პარალელური რხევადი წრედის ზოგადი დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ.10-ზე. ზემოაღნიშნულ დიაგრამაში R არის ინდუქციის აქტიური წინააღმდეგობა, R1 არის კონდენსატორის აქტიური წინააღმდეგობა.

ასეთი მიკროსქემის შეყვანის სიგნალი შეიძლება იყოს მხოლოდ დენის სიგნალი, რადგან იმ შემთხვევაში, როდესაც სიგნალის წყარო არის ძაბვის გენერატორი, წრე გადახურდება.

ყველაზე დიდი ინტერესის შემთხვევაა, როდესაც წინააღმდეგობა რ 1 კონდენსატორი თანპირდაპირი დენი უდრის უსასრულობას. ასეთი მიკროსქემის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.10, ბ. ამ შემთხვევაში, რთული გადაცემის კოეფიციენტი

პარალელური რხევადი წრედის კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი (ანუ წრედის მთლიანი წინააღმდეგობა) რეალურია რეზონანსულ p სიხშირეზე, რომელიც აკმაყოფილებს პირობას.

სადაც არის რიგის რხევითი წრედის რეზონანსული სიხშირე.

რეზონანსული სიხშირით პ

გაითვალისწინეთ, რომ ამ სიხშირეზე დენები მიედინება კონდენსატორში თანდა ინდუქტორი ლ, ფაზაში გადანაცვლებული, ტოლი სიდიდით და ში ქგამრავლებული მიმდინარე მესიგნალის წყაროს შეყვანა.

შიდა წინააღმდეგობის სასრულობის გამო რსიგნალის წყაროდან, პარალელური მიკროსქემის ხარისხის ფაქტორი მცირდება:

აქედან გამომდინარეობს, რომ პარალელური რხევადი წრედის რეზონანსული თვისებები საუკეთესოდ ვლინდება სიგნალის წყაროებით მაღალი გამომავალი წინააღმდეგობით ( რ s "), ანუ დენის გენერატორები.

პარალელური რხევითი სქემებისთვის მაღალი ხარისხის ფაქტორით გამოიყენება პრაქტიკაში აქტიური დანაკარგის წინააღმდეგობა რმნიშვნელოვნად ნაკლები ინდუქციური რეაქტიულობა ლ, შესაბამისად კომპლექსური კოეფიციენტისთვის კ(ჯ ) გვექნება:

როგორც ამ გამონათქვამებიდან ჩანს, მაღალი ხარისხის პარალელური რხევითი წრის რეზონანსული სიხშირე

ასეთი წრედის იმპულსური პასუხი

მისი გარდამავალი რეაქცია

იდეალური პარალელური რხევადი წრედისთვის (დაკარგვის გარეშე წრედ, ე.ი. R = 0)

რხევადი სქემების გამტარუნარიანობა შეყვანილია გამტარუნარიანობის ანალოგიურად რ.-ჯაჭვები, ე.ი. როგორც სიხშირის დიაპაზონი, რომლის ფარგლებშიც რთული გადაცემის კოეფიციენტის მოდული აღემატება მაქსიმალური (რეზონანსული) მნიშვნელობის დონეს. სქემების მაღალი ხარისხის ფაქტორებით და სიხშირეების მცირე გადახრებით (არასწორი განლაგებებით) რეზონანსულ სიხშირესთან მიმართებაში, სერიის და პარალელური რხევითი სქემების სიხშირე თითქმის იდენტურია. ეს საშუალებას გვაძლევს მივიღოთ, თუმცა მიახლოებითი, მაგრამ პრაქტიკაში საკმაოდ მისაღები კავშირი გამტარუნარიანობასა და მიკროსქემის პარამეტრებს შორის.

ლიტერატურა

ზაიჩიკ მ.იუ. და სხვა საგანმანათლებლო და საკონტროლო ამოცანების კრებული ელექტრული წრედების თეორიაზე. - მ.: ენერგოიზდატი, 1981 წ.

ბორისოვი იუ.მ. ელექტროტექნიკა: სახელმძღვანელო. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის / Yu.M. ბორისოვი, დ.ნ. ლიპატოვი, იუ.ნ. ზორინი. - მე-3 გამოცემა, შესწორებული. და დამატებითი ; Grif MO. - მინსკი: უმაღლესი. სკოლა A, 2007. - 543 ს.

გრიგორაშ ო.ვ. ელექტროტექნიკა და ელექტრონიკა: სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის / O.V. გრიგორაში, გ.ა. სულთანოვი, დ.ა. ნორმები. - Vulture UMO. - Rostov n/d: Phoenix, 2008. - 462 s.

ლოტორეიჩუკი ე.ა. ელექტროტექნიკის თეორიული საფუძვლები: სახელმძღვანელო. სტუდენტებისთვის ინსტიტუტები პროფ. განათლება / ე.ა. ლოტორეიჩუკი. - Grif MO. - M.: ფორუმი: Infra-M, 2008. - 316გვ.

ფედორჩენკო A.A. ელექტროტექნიკა ელექტრონიკის საფუძვლებით: სახელმძღვანელო. სტუდენტებისთვის პროფ. სკოლები, ლიცეუმები და სტუდენტები. კოლეჯები / A.A. Fedorchenko, Yu G. Sindeev. - მე-2 გამოცემა. - M.: Dashkov and K°, 2010. - 415გვ.

Kataenko Yu. K. ელექტროტექნიკა: სახელმძღვანელო. შემწეობა / კ.კატაენკო. - მ.: დაშკოვი და კომპანია; Rostov n/d: Akademtsentr, 2010. - 287 გვ.

მოსკალენკო ვ.ვ. ელექტროძრავა: სახელმძღვანელო. შემწეობა გარემოსთვის. პროფ. განათლება / ვ.ვ. მოსკალენკო. - M.: Masterstvo, 2000. - 366გვ.

სავილოვი გ.ვ. ელექტროტექნიკა და ელექტრონიკა: ლექციების კურსი / გ.ვ. სავილოვი. - M.: Dashkov and K°, 2009. - 322გვ.

გამოქვეყნებულია Allbest.ru-ზე

მსგავსი დოკუმენტები

ორი მავთულის გადამცემი ხაზის მოდელის შესავალი. სქემების მახასიათებლები განაწილებული პარამეტრებით. ტელეგრაფის განტოლებების ამოხსნის მეთოდების განხილვა. ელექტრული სიგნალის გადამცემი ხაზების მახასიათებლები. ხაზის მონაკვეთის ეკვივალენტური წრედის ანალიზი.

პრეზენტაცია, დამატებულია 02/20/2014


სქემების თვისებების ანალიზი, მათი გამოთვლის მეთოდები მუდმივი წყაროების მქონე წრფივ სქემებთან მიმართებაში. წრფივი სქემების თვისებების დადასტურება კირხჰოფის კანონების გამოყენებით. ეკვივალენტური გენერატორის პრინციპი. ელექტრული წრეების ეკვივალენტური ტრანსფორმაციის მეთოდი.

პრეზენტაცია, დამატებულია 16/10/2013


განშტოებული მაგნიტური წრე: კონცეფცია და სტრუქტურა, მათი ურთიერთქმედების ელემენტები და პრინციპები. მაგნიტური წრედის ეკვივალენტური წრე. მაგნიტური სტრესების გამოთვლის მეთოდოლოგია. წრფივი და არაწრფივი ინდუქციური ელემენტებით სქემების გამოთვლა, კოეფიციენტების დადგენა.

პრეზენტაცია, დამატებულია 28/10/2013


ARC ფილტრის ოპერატორის ფუნქციის განსაზღვრა. ამპლიტუდისა და ფაზის რეაგირების სპექტრების გამოთვლა. დახაზეთ მიკროსქემის რეაქციის დროის ფუნქცია. ფილტრის გარდამავალი და იმპულსური ფუნქციების განსაზღვრა. წრიული პასუხი არაპერიოდული მართკუთხა პულსზე.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 08/30/2012


ხმის კონვერტაციის მეთოდები. ფურიეს ტრანსფორმაციის გამოყენება ციფრული აუდიო დამუშავებაში. დისკრეტული ფურიეს გარდაქმნის თვისებები. ერთგანზომილებიანი სიგნალების მედიანური ფილტრაცია. ტალღოვანი ანალიზის გამოყენება ხმაურიან სიგნალში მეტყველების საზღვრების დასადგენად.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 05/18/2014


კირჩჰოფის კანონების ფორმულირება. სქემების გამოთვლა რეზისტენტული ელემენტების სერიული, პარალელური და შერეული შეერთებით. მიკროსქემის გადაცემის ფუნქცია და მისი კავშირი წრედის იმპულსურ, გარდამავალ და სიხშირის მახასიათებლებთან. დენების განსაზღვრა წრედის ტოტებში.

ტესტი, დამატებულია 01/08/2013


რაოდენობების მყისიერი მნიშვნელობები. დენების ვექტორული დიაგრამა და ძაბვების ტოპოგრაფიული დიაგრამა. ვატმეტრის მაჩვენებლების გაანგარიშება, ძაბვა მოცემულ წერტილებს შორის. გარდამავალი პროცესების ანალიზი წრფივ ელექტრულ სქემებში ერთიან პარამეტრებში.

რეზიუმე, დამატებულია 08/30/2012


ელექტრული წრედის ეკვივალენტური წრე და ხაზისა და ფაზის დენების დადებითი მიმართულებები. სიმძლავრის ბალანსი გამოთვლილი ფაზისთვის. 3-ფაზიანი წრის აქტიური, რეაქტიული და მოჩვენებითი სიმძლავრე. წრფივი და ფაზური სიდიდეების მიმართება სიმეტრიულ სისტემაში.

ტესტი, დამატებულია 04/03/2009


დისკრეტული შეტყობინების გადაცემის სისტემების ძირითადი ცნებები და განმარტებები. სიგნალის თანავარსკვლავედები AFM-სთვის და კვადრატული AM-ისთვის. სიგნალების სპექტრული მახასიათებლები AFM-ით. სიგნალების მოდულატორი და დემოდულატორი, AFM-ით სიგნალების თანმიმდევრული მიღების ხმაურის იმუნიტეტი.

ნაშრომი, დამატებულია 07/09/2013


მარტივი რეზისტენტული სქემების კონცეფცია და მაგალითები. მარტივი რეზისტენტული სქემების გამოთვლის მეთოდები. რეზისტენტული ელექტრული სქემების გაანგარიშება განშტოების დენის მეთოდით. კვანძოვანი სტრესის მეთოდი. რხევების აღწერა რეზისტენტულ წრეებში წრფივი ალგებრული განტოლებების გამოყენებით.

და ფაზის ცვლა

. (1.3.1)

შანსები - რეალური ჰარმონიული ამპლიტუდები მათი ნიშნებით შეიძლება გამოითვალოს ცალკეული სიგნალების სპექტრიდან:

, (1.3.2)

სადაც არის სიგნალების ცენტრის დაყოვნება (გადაადგილება) წარმოშობის მიმართ, კონკრეტულ შემთხვევაში ტოლია პულსის ხანგრძლივობის ნახევარზე.

ერთი მართკუთხა და სამკუთხა იმპულსების სპექტრები ამპლიტუდით და ხანგრძლივობით, შესაბამისად, ტოლი

; (1.3.3)

1.4. სიგნალის კონვერტაცია ხაზოვან წრეებში

ამპლიტუდა და ფაზური დამახინჯებები ხაზოვან წრეებში განისაზღვრება მათი ამპლიტუდა-სიხშირის (სიხშირე) და ფაზა-სიხშირის (ფაზა) მახასიათებლებით. ამპლიტუდები k-ე ჰარმონიაიცვლება ფაქტორით და საწყისი ფაზები იცვლება . შესაბამისად, წრფივი წრედის გამოსავალზე ვიღებთ ჰარმონიული ამპლიტუდებისა და ფაზური ცვლის ახალ მნიშვნელობებს: . სინთეზირებული სიგნალი ფორმას იღებს

. (1.4.1)

პირველი რიგის ხაზოვანი სქემების სიხშირე და ფაზური მახასიათებლები

, (1.4.2)

სად T0- წრის დროის მუდმივი.

2. ხაზოვანი სქემებში სიგნალის დამახინჯების მოდელირება

1. დააყენეთ კოორდინატების სათავეში მდებარე მართკუთხა და სამკუთხა სიგნალების პარამეტრები (შესაბამისად ნორმალიზებული) (t=0): ამპლიტუდა A=1, განმეორების პერიოდი T=1, ხანგრძლივობა t (0.1….0.5)T ფარგლებში. უნდა გვახსოვდეს, რომ აღწერაში წარმოდგენილია ფორმულები და არა სისტემის ოპერატორები.

2. შეიყვანეთ მართკუთხა და სამკუთხა სიგნალების სპექტრები მიხედვით (1.3.3) .

3. დააყენეთ შიგნით აღმოჩენილი ჰარმონიების რაოდენობა .

სად არის სიგნალების ცენტრის გადაადგილება (დაყოვნება) კოორდინატების საწყისთან მიმართებაში (t=0), ტოლი ამ შემთხვევაშიპულსის ხანგრძლივობის ნახევარი.

5. კოეფიციენტებისა და ფაზების მასივების ჰისტოგრამების აგება.

6. შეასრულეთ სიგნალი ფურიეს სერიაში:

.

7. შეასრულეთ სიგნალი წრფივი წრედის გამოსავალზე:

8. ამპლიტუდის დამახინჯებების შესაფასებლად შეასრულეთ სიგნალი წრფივი წრედის გამოსავალზე, წრედის ფაზის მახასიათებლით ნულის ტოლი:

.

9. შეასრულეთ სიგნალი ხაზოვანი წრედის გამოსავალზე მუდმივი მომატებით ( და წრეში მხოლოდ ფაზური ძვრების არსებობა ფაზის დამახინჯების შესაფასებლად:

.

10. შექმენით გრაფიკები და შეადარეთ ორიგინალური და სინთეზირებული სიგნალები

ჰარმონიის რაოდენობის სხვადასხვა მნიშვნელობებზე.

გადახრები) სინთეზირებული სიგნალის წრედის გამოსავალზე. გენერალი

შეცდომების შეფასების გაანგარიშების ფორმულა

.

12. პულსის ხანგრძლივობისა და წრედის დროის მუდმივის შეცვლით შეისწავლეთ

სიგნალის დამახინჯების დამოკიდებულება მიკროსქემის პარამეტრებზე.

13. გაიმეორეთ კონვერტაციის, ამპლიტუდის და ფაზის დამახინჯების ანალიზი

სიგნალები მეორე რიგის ხაზოვან წრეში ბუნებრივი სიხშირის და შესუსტების ხარისხის სხვადასხვა მნიშვნელობებზე:

.

უსაფრთხოების კითხვები

1. საბაზისო ფუნქციების ორთოგონალური და ორთონორმალური სისტემები. ორთოგონალური ფუნქციების ტიპიური სისტემები.

2. სიგნალების წარმოდგენა ფუნქციების ორთოგონალური სისტემებით და კოეფიციენტების განსაზღვრა.

3. სიგნალების წარმოდგენა ფურიეს სერიებით და ინტეგრალით. გამოყენების სფეროები.

4. საბაზისო ფუნქციების სპექტრული დიაგრამების აგების პრინციპი.

5. სიგნალის ანალიზისა და სინთეზის ძირითადი პრინციპები.

6. წრფივი სქემების სიხშირე და ფაზური მახასიათებლები.

7. ხაზოვან წრეებში სიგნალების ამპლიტუდისა და ფაზური დამახინჯების შეფასება.

ბიბლიოგრაფია

1. ბასკაკოვი ს.ი. რადიოინჟინერიის სქემები და სიგნალები. მ.: უმაღლესი სკოლა, 1988. გვ 38-55, 184-202.

2. გონოროვსკი ი.ს. რადიოინჟინერიის სქემები და სიგნალები. M.: რადიო და კომუნიკაცია, 1986. გვ. 16-67.

3. გუტნიკოვი ვ.ს. გაზომვის სიგნალების ფილტრაცია.

ლ.: ენერგოატომიზდატი, 1990 წ.

4. დუაიტ გ.ბ. ინტეგრალების ცხრილები და სხვა მათემატიკური ფორმულები.

მ.: ნაუკა, 1978 წ.

5. ორნაცკი პ.პ. საინფორმაციო საზომი ტექნოლოგიების თეორიული საფუძვლები. კიევი: ვიშჩას სკოლა, 1983. გვ. 190-197.

6. სადოვსკი გ.ა. სიგნალების ანალიტიკური აღწერა. რიაზანი: RRTI, 1987 წ.

7. ხარკევიჩი ა.ა. სპექტრები და ანალიზი. M.: Fizmatgiz, 1962. გვ. 9-33.

ლაბორატორიული სამუშაო No2. მოდულირებული სიგნალების სპექტრები

1. თეორიული ნაწილი

1.1. მოდულაცია და დემოდულაცია

გაზომვის ინფორმაციის გადასაცემად, გადამზიდავი სიგნალის პარამეტრები მოდულირებულია. გადამზიდავი სიგნალის პარამეტრების კონტროლის (ცვლის) პროცესს გაზომილი (გადაცემული, გარდაქმნილი) სიდიდის მნიშვნელობის შესაბამისად ეწოდება მოდულაცია, საკონტროლო რაოდენობა მოდულირებულია, ხოლო გადამზიდავი სიგნალი მოდულირებულია. თუ გადამზიდავი სიგნალის მხოლოდ ერთი პარამეტრი ექვემდებარება მოდულაციას, ხდება ერთი პარამეტრიანი მოდულაცია, წინააღმდეგ შემთხვევაში- მრავალ პარამეტრი. გადამყვანებს, რომლებშიც ხორციელდება სიგნალის მოდულაცია, ეწოდება მოდულატორები. მოდულაციის ფუნქციის გამოყოფა მოდულირებული სიგნალისგან არის დემოდულაცია, ხოლო მოდულირებული სიგნალის გადამყვანებს მოდულაციური სიგნალად ეწოდება დემოდულატორები.

უწყვეტი ჰარმონიული გადამზიდავი სიგნალი აღწერილია ფუნქციით

სად არის ამპლიტუდა, წრიული (კუთხოვანი) სიხშირე ( ციკლური სიხშირე, პერიოდი), საწყისი ფაზა – ჰარმონიული სიგნალის მუდმივი პარამეტრები. ამპლიტუდა შეიძლება შეიცვალოს (მოდულაცია) ამპლიტუდის მოდულაცია (AM), სიხშირის სიხშირის მოდულაცია (FM), ფაზის მოდულაცია (PM).

მოსკოვის სამოქალაქო ავიაციის სახელმწიფო ტექნიკური უნივერსიტეტი

რადიოინჟინერიისა და ინფორმაციული უსაფრთხოების საფუძვლების დეპარტამენტი

საკურსო სამუშაო

ხაზოვანი წრედის მახასიათებლების ანალიზი

და ხაზოვანი სიგნალის კონვერტაცია

დასრულებული:

ხელმძღვანელი:

ილიუხინი ალექსანდრე ალექსეევიჩი

მოსკოვი 2015 წელი

1. კურსის მუშაობის მიზნები.3

2. ინდივიდუალური დავალება.3

3.გამოთვლები 4

4. მოცემული პარამეტრებისთვის წრედის ამპლიტუდა-სიხშირის, ფაზა-სიხშირის, გარდამავალი და იმპულსური მახასიათებლების გამოთვლისა და აგების პროგრამა.10

5. მოცემულ სიგნალზე მოცემული წრედის რეაქციის გამოთვლისა და აგების პროგრამა11

6. სქემები 13

1. კურსის მუშაობის მიზნები.

1. წრფივ წრეებში გარდამავალი პროცესების ბუნების შესწავლა.

2. წრფივი წრედების სიხშირისა და დროის მახასიათებლების გამოთვლის ანალიტიკური მეთოდების კონსოლიდაცია.

3. სუპერპოზიციის სიგნალის ანალიზი.

4. დაეუფლეთ წრფივი წრეების რეაქციების გამოთვლის სუპერპოზიციის მეთოდს.

5. გააცნობიეროს მიკროსქემის პარამეტრების გავლენა მისი რეაქციის ტიპზე.

2. ინდივიდუალური დავალება.

ვარიანტი 27 (ჩართვა No7, სიგნალი No3).

ნახ. 1. ელექტრული წრე

ნახ.2 სიგნალი

E = 2 ვ

t და =10 μs

R = 4 kOhm

C =1000 pF

მიკროსქემის ოპერატორის გადაცემის მახასიათებელი;

მიკროსქემის კომპლექსური სიხშირის პასუხი;

წრედის ამპლიტუდა-სიხშირის პასუხი;

წრედის ფაზა-სიხშირის მახასიათებელი;

მიკროსქემის გარდამავალი რეაქცია;

წრედის იმპულსური რეაქცია.

2. შეასრულეთ სუპერპოზიციის სიგნალის ანალიზი.

4. მის მოცემულ პარამეტრებზე მიკროსქემის ამპლიტუდა-სიხშირის, ფაზა-სიხშირის, გარდამავალი და იმპულსური მახასიათებლების გამოთვლისა და აგების პროგრამის შექმნა.

5. შექმენით პროგრამა მოცემულ სიგნალზე მოცემული წრედის რეაქციის გამოსათვლელად და ასაგებად.

6. გამოთვალეთ აბზაცებში მითითებული წრედის მახასიათებლები და რეაქცია. 4 და 5, შექმენით მათი გრაფიკები.

3.გამოთვლები

3.1. მიკროსქემის მახასიათებლების გაანგარიშება

1. ოპერატორის გადაცემის მახასიათებელი

ნახ.3. გენერალიზებული მიკროსქემის დიაგრამა

მოცემული სქემისთვის:

ფორმულის მიხედვით:

1-ში ნაჩვენები მოცემული წრედისთვის,

სადაც θ=RC - დროის მუდმივი.

2. კომპლექსური სიხშირის პასუხი

რთული სიხშირის პასუხი განისაზღვრება ურთიერთობიდან:

3. ამპლიტუდა-სიხშირის პასუხი (AFC)

4. ფაზის სიხშირის პასუხი (PFC)

ამ ჯაჭვისთვის:

5. ნაბიჯი პასუხი

ამ ჯაჭვისთვის:

იმიტომ რომ , სადაც x 1 და x 2- განტოლების ფესვები

x 2 + bx + c = 0,

დაე, შემთხვევითი პროცესი მოცემული სტატისტიკური მახასიათებლებით მოქმედებდეს ხაზოვანი ორპორტიანი ქსელის შეყვანაზე (ნახ. 7.1) გადაცემის ფუნქციით და იმპულსური პასუხით; საჭიროა კვადრიპოლური ქსელის გამოსავალზე პროცესის სტატისტიკური მახასიათებლების პოვნა.

ბოლო ორი მახასიათებლის დადგენა უმარტივესი ამოცანაა. განსხვავებული სიტუაციაა შემთხვევითი პროცესის განაწილების კანონის განსაზღვრისას წრფივი წრედის გამოსავალზე. ზოგად შემთხვევაში, პროცესის თვითნებური განაწილებით შეყვანისას, ინერციული წრედის გამოსავალზე განაწილების პოვნა ძალიან რთული ამოცანაა.

ბრინჯი. 7.1. წრფივი კვადრატი მუდმივი პარამეტრებით

მხოლოდ შეყვანის პროცესის ნორმალური განაწილებით ხდება პრობლემა გამარტივებული, რადგან გაუსური პროცესის ნებისმიერი წრფივი ოპერაციებისთვის (გაძლიერება, ფილტრაცია, დიფერენციაცია, ინტეგრაცია და ა.შ.) განაწილება რჩება ნორმალური, იცვლება მხოლოდ ფუნქციები.

ამიტომ, თუ მოცემულია შეყვანის პროცესის ალბათობის სიმკვრივე (ნულოვანი საშუალო).

მაშინ ალბათობის სიმკვრივე წრფივი წრედის გამოსავალზე

დისპერსია ადვილად განისაზღვრება სპექტრიდან ან კორელაციის ფუნქციიდან. ამრიგად, გაუსის პროცესების ხაზოვანი სქემების მეშვეობით გადაცემის ანალიზი არსებითად მოდის სპექტრულ (ან კორელაციულ) ანალიზამდე.

შემდეგი ოთხი აბზაცი ეძღვნება შემთხვევითი პროცესის მხოლოდ სპექტრისა და კორელაციური ფუნქციის გარდაქმნას. ეს მოსაზრება მოქმედებს ნებისმიერი ალბათობის განაწილების კანონისთვის. არაგაუსური შეყვანის პროცესებისთვის განაწილების კანონის ტრანსფორმაციის საკითხი განხილულია § 7.6-7.7.

ხაზოვან სისტემებს, რომლებიც აღწერილია არასტაციონარული დროზე დამოკიდებული სისტემის ოპერატორების მიერ, აქვთ თვისებები, რომლებიც საინტერესო და სასარგებლოა რადიოინჟინერიის აპლიკაციებისთვის. შეყვანის სიგნალის ტრანსფორმაციის კანონს აქ აქვს ფორმა

უფრო მეტიც, სისტემის წრფივობის გამო

ნებისმიერ მუდმივზე

ტოლობით (12.1) აღწერილ წრედებს პარამეტრული ეწოდება. ტერმინი განპირობებულია იმით, რომ ასეთი სქემები აუცილებლად შეიცავს ელემენტებს, რომელთა პარამეტრები დამოკიდებულია დროზე. რადიო სქემებში გამოიყენება შემდეგი პარამეტრული რეზისტორები, კონდენსატორები და ინდუქტორები

გამორჩეული თვისებახაზოვანი პარამეტრული სისტემა - ვიბრაციის დამხმარე წყაროს არსებობა, რომელიც აკონტროლებს ელემენტების პარამეტრებს.

მნიშვნელოვანი როლი, რომელიც ენიჭება პარამეტრულ სქემებს რადიოინჟინერიაში, განპირობებულია მათი უნარით გარდაქმნან შეყვანის სიგნალების სპექტრები, ასევე დაბალი ხმაურის პარამეტრული გამაძლიერებლების შექმნის შესაძლებლობა.

12.1. სიგნალების გავლა რეზისტენტულ პარამეტრულ სქემებში

პარამეტრულ წრეს რეზისტენტული ეწოდება, თუ ის სისტემის ოპერატორიაქვს რიცხვები, რომლებიც დამოკიდებულია დროზე და ემსახურება როგორც პროპორციულობის კოეფიციენტს შემავალ და გამომავალ სიგნალებს შორის:

ამ ტიპის უმარტივესი სისტემა არის პარამეტრული რეზისტორი, რომელსაც აქვს წინააღმდეგობა. კანონი, რომელიც აკავშირებს ძაბვისა და დენის მყისიერ მნიშვნელობებს ამ ორ ტერმინალურ ქსელში, ასეთია:

პარამეტრული რეზისტენტული ელემენტი ასევე შეიძლება აღწერილი იყოს დროში ცვალებადი გამტარობით

პარამეტრული რეზისტენტული ელემენტების დანერგვა.

პრაქტიკაში, პარამეტრულად კონტროლირებადი რეზისტორები იქმნება შემდეგნაირად.

ორი რხევის ჯამი მიეწოდება ინერციული არაწრფივი ორტერმინალური ქსელის შეყვანას დენის ძაბვის მახასიათებლით: საკონტროლო ძაბვა და სიგნალის ძაბვა ამ შემთხვევაში საკონტროლო ძაბვა მნიშვნელოვნად აღემატება სასარგებლო სიგნალს ამპლიტუდაში. დენი არაწრფივ ორ ტერმინალურ ქსელში შეიძლება ჩაიწეროს დენის ძაბვის მახასიათებლის გაფართოებით ტეილორის სერიაში საკონტროლო ძაბვის მყისიერ მნიშვნელობასთან შედარებით:

სიგნალის ამპლიტუდა არჩეულია იმდენად მცირე, რომ ფორმულაში (12.5) შეიძლება უგულებელყოთ სიდიდის მეორე და უფრო მაღალი სიმძლავრე, რაც მიუთითებს სიგნალის არსებობით გამოწვეულ ორ ტერმინალურ ქსელში დენის მატებით.

ქვემოთ შევისწავლით განხილული ტიპის პარამეტრული რეზისტენტული ელემენტების მნიშვნელოვან აპლიკაციებს.

სიხშირის კონვერტაცია.

ასე ჰქვია მოდულირებული სიგნალის ტრანსფორმაციას, რომელიც დაკავშირებულია მისი სპექტრის გადამზიდავი სიხშირის სიახლოვეს გარკვეული შუალედური სიხშირის სიახლოვეს, მოდულაციის კანონის შეცვლის გარეშე.

სიხშირის გადამყვანი შედგება მიქსერისგან - პარამეტრული ინერციისგან თავისუფალი ელემენტისგან და ლოკალური ოსცილატორისგან - ჰარმონიული რხევების დამხმარე გენერატორისგან, სიხშირით, რომელიც გამოიყენება მიქსერის პარამეტრული კონტროლისთვის. ლოკალური ოსცილატორის ძაბვის გავლენით მიქსერის დენის ძაბვის დამახასიათებელი დიფერენციალური დახრილობა დროთა განმავლობაში პერიოდულად იცვლება კანონის შესაბამისად.

თუ AM სიგნალის ძაბვა გამოიყენება სიხშირის გადამყვანის შესასვლელზე, გამონათქვამების (12.6) და (12.7) შესაბამისად, კომპონენტი PO სმ გამოჩნდება გამომავალ დენში.

როგორც შუალედური სიხშირე, ჩვეულებრივ უნდა აირჩიოთ მიმდინარე სიხშირე შუალედურ სიხშირეზე

არის AM რხევა იგივე მოდულაციის კანონით, როგორც შეყვანის სიგნალი.

სპექტრის კომპონენტების იზოლირება შუალედურ სიხშირესთან ახლოს სიხშირით, in გამომავალი წრეგადამყვანები მოიცავს სიხშირეზე მორგებულ ოსცილატორულ წრეს

ბრინჯი. 12.1. სუპერჰეტეროდინის მიმღების ბლოკ-სქემა

სიხშირის კონვერტაცია ფართოდ გამოიყენება რადიომიმღებ მოწყობილობებში - ეგრეთ წოდებული სუპერჰეტეროდინები. სუპერჰეტეროდინის მიმღების ბლოკ-სქემა ნაჩვენებია ნახ. 12.1.

ანტენის მიერ მიღებული სიგნალი გადამყვანს ეგზავნება ფილტრაციის შეყვანის სქემებისა და რადიოსიხშირული გამაძლიერებლის (RFA) მეშვეობით. გადამყვანის გამომავალი სიგნალი არის მოდულირებული რხევა გადამზიდავი სიხშირით, რომელიც უდრის მიმღების შუალედურ სიხშირეს. მიმღების ძირითადი მოგება და მისი სიხშირის სელექციურობა, ანუ სასარგებლო სიგნალის იზოლირების შესაძლებლობა სხვა სიხშირეებთან ჩარევისგან, უზრუნველყოფილია ვიწროზოლიანი შუალედური სიხშირის გამაძლიერებლით (IFA).

სუპერჰეტეროდინის დიდი უპირატესობა არის შუალედური სიხშირის უცვლელობა; მიმღების დასარეგულირებლად თქვენ მხოლოდ უნდა აღადგინოთ ადგილობრივი ოსცილატორი და, ზოგიერთ შემთხვევაში, რხევითი სისტემები, რომლებიც იმყოფებიან შეყვანის სქემებში და გამაძლიერებელში.

გაითვალისწინეთ, რომ სიხშირის გადამყვანი თანაბრად რეაგირებს სიხშირეებთან სიგნალებზე. მიმღების დარეგულირებისას გაურკვევლობის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია ანტენასა და სიხშირის გადამყვანს შორის დაკავშირებული რეზონანსული სისტემების ისეთი სელექციურობის უზრუნველყოფა, რომ პრაქტიკულად ჩაახშოს სარკის არხის სიგნალები.

ტრანსფორმაციის ფერდობზე.

სიხშირის გადამყვანის ეფექტურობას ჩვეულებრივ ახასიათებს სპეციალური პარამეტრი - კონვერტაციის დახრილობა, რომელიც ემსახურება როგორც პროპორციულობის კოეფიციენტს შუალედური სიხშირის დენის ამპლიტუდასა და არამოდულირებული სიგნალის ძაბვის ამპლიტუდას შორის, ე.ი.

ამრიგად, ტრანსფორმაციის დახრილობა უდრის პარამეტრული ელემენტის დიფერენციალური დახრილობის პირველი ჰარმონიის ამპლიტუდის ნახევარს.

დავუშვათ, რომ სიხშირის გადამყვანში შემავალი არაწრფივი ელემენტის მიმდინარე-ძაბვის მახასიათებელი კვადრატულია: . სიგნალის არარსებობის შემთხვევაში, მიკერძოების და ადგილობრივი ოსცილატორის ძაბვის ჯამი გამოიყენება ელემენტზე:

კონვერტორის დიფერენციალური დახრილობა დროთა განმავლობაში იცვლება კანონის მიხედვით

ფორმულას (123) რომ მივმართოთ, ჩვენ ვხედავთ, რომ ამ შემთხვევაში

(12.11)

ამრიგად, შესასვლელში სასარგებლო სიგნალის მუდმივ დონეზე, კონვერტორის გამომავალი სიგნალის ამპლიტუდა პროპორციულია ადგილობრივი ოსცილატორის ძაბვის ამპლიტუდისა.

მაგალითი 12.1. სიხშირის გადამყვანი იყენებს არაწრფივ ელემენტს (ტრანზისტორი) მახასიათებლით, რომელსაც აქვს პარამეტრი რხევითი წრედის რეზონანსული წინააღმდეგობა კოლექტორის წრეში. მოდულირებული შეყვანის სიგნალის ამპლიტუდა არის ადგილობრივი ოსცილატორის ძაბვის ამპლიტუდა. იპოვეთ მნიშვნელობა - შუალედური სიხშირის ძაბვის ამპლიტუდა გადამყვანის გამოსავალზე.

ფორმულის გამოყენებით (12.11) ვიანგარიშებთ კოლექტორის წრეში შუალედური სიხშირის დენის კონვერტაციის ფერდობის ამპლიტუდას. ვივარაუდოთ, რომ ტრანზისტორის გამომავალი წინააღმდეგობა საკმარისად მაღალია, რომ მისი შუნტირების ეფექტი რხევის წრეზე შეიძლება უგულებელყო, ჩვენ ვხვდებით

სინქრონული გამოვლენა.

დავუშვათ, რომ სიხშირის გადამყვანში ადგილობრივი ოსცილატორი ზუსტად არის მორგებული სიგნალის სიხშირეზე, შესაბამისად დიფერენციალური გამტარობა იცვლება დროთა განმავლობაში კანონის მიხედვით.

ასეთი მოწყობილობის შესასვლელში AM სიგნალის გამოყენებით, ჩვენ ვიღებთ გამოხატულებას სიგნალით გამოწვეული დენისთვის:

კვადრატულ ფრჩხილებში გამოთქმა აქ შეიცავს მუდმივ კომპონენტს, რომელიც დამოკიდებულია ფაზურ ცვლაზე ადგილობრივ ოსცილატორ სიგნალსა და შეყვანის სიგნალის გადამზიდავ ტალღას შორის. აქედან გამომდინარე, დაბალი სიხშირის კომპონენტი გამოჩნდება გამომავალი დენის სპექტრში

ეს დენი პროპორციულია AM სიგნალის ცვლადი ამპლიტუდისა.

სინქრონული დეტექტორი არის სიხშირის გადამყვანი, რომელიც მუშაობს იმ პირობით; სასარგებლო სიგნალის ხაზგასასმელად, გამომავალზე ჩართულია დაბალი გამტარი ფილტრი, მაგალითად, პარალელური RC წრე.

სინქრონული დეტექტორების პრაქტიკაში გამოყენებისას უნდა შენარჩუნდეს ხისტი ფაზის კავშირი შეყვანის სიგნალის გადამზიდავ ტალღასა და ადგილობრივ ოსცილატორ ტალღას შორის.

ყველაზე ხელსაყრელი ოპერაციული რეჟიმი არის თუ , მაშინ არ არის სასარგებლო გამომავალი სიგნალი. სინქრონული დეტექტორის მგრძნობელობა ფაზის ცვლაზე საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ორ თანმიმდევრულ რხევას შორის ფაზური ურთიერთობების გასაზომად.

სინქრონული დეტექტორის გამოთვლის სპეციფიკური მეთოდოლოგია ნაჩვენებია ქვემოთ.

მაგალითი 12.2. სინქრონული დეტექტორი იყენებს ტრანზისტორს, რომლის მახასიათებელი მიახლოებულია ორი სწორი ხაზის სეგმენტით. მიახლოების პარამეტრები: . ადგილობრივი ოსცილატორის ძაბვის ამპლიტუდა, DC მიკერძოებული ძაბვის გარეშე სასარგებლო სიგნალის არამოდულირებული ძაბვა ამპლიტუდით გადაადგილებული ფაზაში ლოკალური ოსცილატორის რხევებთან მიმართებაში კუთხით. განსაზღვრეთ DC ძაბვის დონის ცვლილება სინქრონული დეტექტორის გამოსავალზე, რომელიც გამოწვეულია სასარგებლო სიგნალით, თუ რეზისტორის წინააღმდეგობა არის .

არაწრფივი ელემენტისთვის დამახასიათებელი დენის-ძაბვის ამ ტიპის მახასიათებლით, დიფერენციალურ გამტარობას შეუძლია მიიღოს მხოლოდ ორი მნიშვნელობა:

მაშასადამე, დიფერენციალური დახრილობის გრაფიკი დროთა განმავლობაში არის მართკუთხა ვიდეო პულსების პერიოდული თანმიმდევრობა. ჩვენ ვპოულობთ მიმდინარე ათვლის კუთხეს, რომელიც განსაზღვრავს ამ პულსების ხანგრძლივობას, ფორმულის გამოყენებით (იხ. თავი 2)

ფუნქციის გაფართოებით ფურიეს სერიაში, ჩვენ ვიანგარიშებთ ფერდობის პირველი ჰარმონიის ამპლიტუდას:

სასარგებლო სიგნალი იწვევს, 12.13-ის მიხედვით, ტრანზისტორის დენის გაზრდას გარკვეული რაოდენობით. აქედან ვხვდებით DC ძაბვის დონის ცვლილებას სინქრონული დეტექტორის გამოსავალზე:

სიგნალის სპექტრი პარამეტრული რეზისტენტული ელემენტის გამოსავალზე.

სიხშირის გადამყვანისა და სინქრონული დეტექტორის მუშაობის ანალიზი გვარწმუნებს, რომ სპექტრული კომპონენტები ჩნდება პარამეტრულ რეზისტენტულ ელემენტში, რომლებიც არ არის ამ ელემენტის შეყვანაში.

განვიხილოთ ფორმის (12.3) პარამეტრული ტრანსფორმაცია ზოგადი თვალსაზრისით სპექტრალური ანალიზი. ცხადია, პარამეტრული რეზისტენტული ელემენტი ფუნქციონირებს როგორც შეყვანის სიგნალის და საკონტროლო რხევის მულტიპლიკატორი.

მოდით დავწეროთ შემდეგი შესაბამისობა სიგნალებსა და მათ ფურიეს გარდაქმნებს შორის:

პროდუქტის სპექტრის თეორემაზე დაყრდნობით (იხ. თავი 2), გამომავალი სიგნალის სპექტრული სიმკვრივე არის კონვოლუცია

(12.14)

გამოყენებითი პერსპექტივიდან ძალიან საინტერესოა ის შემთხვევა, როდესაც საკონტროლო რხევა პერიოდულია გარკვეული განსაზღვრული პერიოდით და შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ფურიეს სერიით.

(12.15)

სად არის საკონტროლო სიგნალის კუთხური სიხშირე.

როგორც ცნობილია, ასეთ არაინტეგრირებად სიგნალს აქვს სპექტრული სიმკვრივე, რომელიც განსხვავდება ნულიდან მხოლოდ სიხშირის ღერძის დისკრეტულ წერტილებში:

(12.16)

ამ გამოთქმის ფორმულით (12.14) ჩანაცვლებით, ჩვენ ვიღებთ სიგნალის სპექტრს პარამეტრული ელემენტის გამოსავალზე:

(12.17)

დახურული სიგნალის სპექტრი.

მოსახერხებელია ზოგადი ფორმულის (12.17) ანალიზი კონკრეტულ, მაგრამ პრაქტიკაში ფართოდ გამოყენებულ შემთხვევასთან დაკავშირებით. მოდით, საკონტროლო ფუნქცია ყოველი პერიოდის განმავლობაში იყოს ერთობის ტოლი ხანგრძლივობის პერიოდის განმავლობაში; სხვა დროს ფუნქცია ნულის ტოლია.

რადიოინჟინერიაში სიგნალის ამ ტიპის ფუნქციით გამრავლების ოპერაციას სიგნალის კარიბჭე ეწოდება.

ადვილია იმის დადასტურება, რომ რთული ფურიეს სერიის კოეფიციენტები (12.15) განსახილველ კარიბჭის ფუნქციასთან მიმართებაში გამოიხატება შემდეგნაირად:

(12.18)

სად არის სტრობების თანმიმდევრობის სამუშაო ციკლი.

ამ შედეგის ფორმულით (12.17) ჩანაცვლება მივყავართ დასკვნამდე, რომ დახურული სიგნალის სპექტრული სიმკვრივე