Министерство образования и науки Украины
Севастопольский национальный технический университет
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Сигналы и процессы в радиотехнике»
Выполнил студент: Гармаш М. А.
Группа: Р-33 д
Номер зачётной книжки: 212467
Допущен к защите
Защищен с оценкой
Руководитель работы
__________________
Агафонцева О. И.
__________________ « »__________ 2003 г. « »________ 2003 г.
Севастополь
2003
Содержание
1 ЗАДАНИЕ
2 ЗАДАНИЕ
3 ЗАДАНИЕ
4 ЗАДАНИЕ
5 ЗАДАНИЕ
6 ЗАДАНИЕ
7 ЗАДАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Задание 1
Условие:
На безынерционный нелинейный элемент, ВАХ которого аппроксимирована кусочно - ломаной линией с крутизной линейного участка
и напряжением отсечки подано напряжение .Требуется:
1. Составить уравнение ВАХ нелинейного элемента.
2. Рассчитать и построить спектр выходного тока вплоть до десятой гармоники. Построить временные диаграммы входного напряжения, тока, протекающего через элемент и его первых четырёх гармоник.
3. Определить углы отсечки и напряжения смещения
, при которых в спектре тока отсутствует: а) вторая гармоника; б) третья гармоника.4. Найти угол отсечки и напряжение смещения
, соответствующие максимуму амплитуды третьей гармоники для случая, когда .5. Построить колебательную характеристику и описать её особенности. Найти напряжение смещения
, соответствующее ее линейности.Исходные данные приведены ниже:
S=45ма/А; U1=-3 В; U0=-2 В; Um =2 В.
Решение:
1. Воспользовавшись [1] составим уравнение ВАХ нелинейного элемента , которое определяется по формуле
(1.1)Импульсы выходного тока можно рассчитать по формуле:
(1.2)График изображен на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 -
а) График ВАХ уравнения нелинейного элемента.
б) График выходного тока .
в) График входного напряжения.
2. Рассчитаем спектр выходного тока. Известно, что спектр тока рассчитывается по формуле:
, (1.3)где
- амплитуда -ой гармоники тока;- амплитуда импульсов тока; n- номер гармоники (n=0,1,…,10);
- коэффициенты Берга,
Q-угол отсечки, определяемый по формуле:
. (1.3)
Подставив численные значения находим Q=2.094. Строим спектрограмму выходного тока используя [3]. Спектр показан на рисунке 1.2
(1.4) (1.6) (1.5) Рисунок 1.2 – Спектрограмма выходного токаТеперь построим графики первых четырёх гармоник при помощи [3]:
Рисунок 1.3 - графики первых четырёх гармоник
3. Определим угол отсечки и смещение, при котором в спектре тока отсутствует n-я гармоника, что в соответствии с (1.3), можно определить путём решения уравнения :
. (1.7)Результат показан ниже :
для 2 гармоники Q1 = 0, Q2 = 180;
для 3 гармоники Q = 0, Q2 = 90, Q = 180;
Проведём суммирование гармоник:
Рисунок 1.4 - сумма первых десяти гармоник
4. Угол отсечки, соответствующий максимуму n-ой гармоники в спектре тока (при
) определяется по формуле: (1.8)Угол отсечки равен 60. Определим соответствующее напряжение смещения U0 из формулы(1.3).В итоге получим :
Подставляя численные значения получим U0= - 2В.
5. Колебательная характеристика нелинейного элемента определяется зависимостью амплитуды первой гармоники тока
, протекающего через нелинейный элемент, от амплитуды входного напряжения: .Поскольку
>U1, то вид характеристики определяется по формуле: . (1.9)где
- средняя крутизна, определяемая cоотношением::
. (1.10), В | -12 | -11 | -10 | -9 | -8 | -7 | -6 | -5 | -4 | -3 | -2 | -1 | 0 |
, мА | 1,6 | 1,8 | 2,1 | 2,5 | 3 | 3,8 | 4,8 | 6 | 7,5 | 9 | 12 | 15 | 20 |
Требуется:
1. Построить ВАХ полевого транзистора. Изобразить временные диаграммы входного напряжения, тока стока и выходного напряжения умножителя.
2. Определить коэффициенты аппроксимирующего полинома
.3. Рассчитать спектр тока стока и спектр выходного напряжения умножителя. Построить соответствующие спектрограммы и найти коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения.