Расчёт характеристик типового радиотехнического звена
Расчет амплитудного и фазового спектра заданного колебания, определение мощности в спектре. Выбор несущей частоты. Расчёт и модель избирательной цепи. Кусочно-линейная аппроксимация вольт-амперной характеристики безинерционного нелинейного элемента.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.08.2013 |
| Размер файла | 64,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
спектр аппроксимация безинерционный колебание
Расчёт характеристик типового радиотехнического звена
1. Расчёт спектра
Расчет амплитудного и фазового спектра заданного колебания, определение распределения мощности в спектре, границу и полосу частот, занимаемую колебанием:
figure(1)
T=16e-3; % Период повторения в секундах
Um=2; % Амплитуда гармоники в вольтах
Uo=1; % Величина отсечки в вольтах
t=T*(-2^9:2^9-1)/2^10; % Определение временных точек
dt=t(2) - t(1); % Шаг дискретизации
s=[zeros (1,384) 2-5e5*(linspace (-2e-3,2e - 3,256).^2) zeros (1,384)];
plot (t, s); % Построение графика колебания
Рис. 2. Дискретная модель исследуемого колебания (1024 отсчёта)
figure(2);
F=1/T; % Частота основной гармоники спектра
Sf=fft(s)/1024; % fft - быстрое преобразование Фурье
Sfs=fftshift(Sf); % симметричный вид спектра
Sfm=abs(Sfs); % Sfm - амплитудный спектр
Sfp=angle(Sfs); % Sfp - фазовый спектр
stem (F*(-20:20), Sfm (2^9-20+1:2^9+20+1));
Рис. 3. Амплитудный спектр колебания
figure(3)
Es0=abs (Sf(1))^2; % мощность постоянной составляющей спектра
Es2=cumsum (abs (Sf (2:10)).^2); % мощности первых десяти гармоник
Esn=[Es0 2*Es2+Es0]*T; % распределение энергии по гармоникам периодического колебания на одном периоде повторения T.
plot (0:9, Esn/Est); % Рисование графика
Рис. 4. Энергетическая характеристика колебания
figure(4)
for n=1:5; % Учет пяти гармоник
W (n,:)=cos (2*pi*n/T*t); % n-я гармоника
S1 (n,:)=W (n,:)*Sf (n+1); % Временная зависимость n-й гармоники
end
Ss=sum(S1); % Сумма 5 гармоник справа
Sfn= 2*Ss+Sf(1); % Сумма всех гармоник
plot (t, abs (fftshift(Sfn)))
xlabel ('t, с')
ylabel ('s(t), В')
grid on
hold on
plot (t, s, 'r-')
Рис. 5. Вид ограниченного по спектру колебания
2. Выбор несущей частоты
Выбор несущей для радиопередачи заданного колебания при амплитудной модуляции и построение временных и спектральных диаграмм амплитудно-модулированного колебания при модуляции заданным колебанием с коэффициентами амплитудной модуляции: М = 0.2, 0.5 и 0.8.
figure(5)
tam=T*(-2^15:2^15-1)/2^16; % 65536 отсчетов времени t
s=[zeros (1,24576) 2-5e5*(linspace (-2e-3,2e - 3,16384).^2) zeros (1,24576)];
s1=2*s/(max(s) - min(s)); % нормировка исходного колебания
s1=s1 - (max(s1)+min(s1))/2;
M=0.5; % принимает значения 0.2, 0.5 и 0.8
Fn=200e3;
phazan=0;
Uam=(1+M*s1).*cos (2*pi*Fn*tam+phazan);
plot (tam, Uam)
grid on
ylabel ('Uam(t), В')
figure(6)
Sam=fft(Uam)/2^16; % Прямое БПФ от АМ-процесса
Sams=fftshift (abs(Sam)); % Симметрирование спектра
% построение центральных гармоник спектра
stem (dF*(-10000:10000), Sams (2^15-10000:2^15+10000))
grid on
figure(7)
stem (dF*(3180:3217), Sams (2^15+3181:2^15+3218))
grid on
3. Расчёт и модель избирательной цепи
Определение параметров избирательной цепи (колебательного контура), выбранные с учётом полосы частот, занимаемой амплитудно-модулированным колебанием, и представление избирательной цепи в виде линейного Simulink-блока системы MATLAB. Вычислить относительную величину уменьшения коэффициента амплитудной модуляции при прохождении АМК-колебания через избирательную цепь.
figure(8)
Fb=3e3; % Верхняя граничная частота колебания
fr=200e3; % Резонансная частота контура
L=2e-4; % Индуктивность контура, 0.2 мГн
C=1/((2*pi*fr)^2*L);% Ёмкость контура, 3.17e-9 Ф
Q=fr/(2*Fb); % Добротность контура
ro=sqrt (L/C); % Характерист.сопротивление, 251,33 Ом
Roe=Q*ro; % Резонансное сопротивление 8377,6Ом
Req=ro*ro/Roe; % Сопротивление потерь 7,54 Ом
tauk=L/Req; % Постоянная времени контура 2,65е-5 с
a=[1 1/10.061e-6 (2*pi*200e3)^2];
b=(2*pi*200e3)^2;
[m, f]=freqs (b, a, 512);
plot (f/(2*pi), abs(m));
Am=[tam'+T/2 Uam'];
4. Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ
Кусочно-линейная аппроксимация вольт-амперной характеристики безынерционного нелинейного элемента в предположении, что его ток не превышает 200 мА. Вычислим и построим колебательные характеристики Uсм < Uотс (начало ВАХ), Uсм = Uотс, и Uсм > Uотс (соответствует половине максимального тока), где Uсм - напряжение смещения входного колебания, Uотс - напряжение отсечки при кусочно-линейной аппроксимации. Представим этот нелинейный элемент в виде Simulink-блока системы MATLAB.
Исходные данные для моего (3-го) варианта
|
Io, A |
mft, B |
Uo, B |
R, Ом |
|
|
1.0e-11 |
0.040 |
0.00 |
1.50 |
[i, u]=BAX([], 1e - 11,0. 040,0, [1e-3 200e-3], 1.50);
Кусочно - линейная аппроксимация ВАХ:
[S, Uots]=KLAppM (u, i);
Usm=-0.15
Um=0:0.01:0.8;
theta=acos((Uots-Usm)./Um);
Построение колебательной характеристики при КЛА:
Im1=Berg (theta, 1)
KolebKLA (Um, Uots, S, Uots)
5. Степенная аппроксимация ВАХ
Степенная аппроксимация вольт-амперной характеристики безынерционного нелинейного элемента в предположении, что его ток не превышает 25, 50 и 100 мА. Вычислим и построим соответствующие колебательные характеристики. Представим этот нелинейный элемент в виде Simulink-блока системы MATLAB.
%Построение колебательной характеристики и ее аппроксимация%
[i, u]=BAX([], 1e - 11,0. 040,0, [1e-3 25e-3], 1.50);% значения меняются
a=PolyApp (i, u);
[i, u]=BAX([], 1e - 11,0. 040,0, [1e-3 25e-3], 1.50);
Im=KolebPoly (Um, Usm, a).
6. Расчёт нелинейного резонансного усилителя
Провести аналитический расчёт нелинейного резонансного усилителя, сформированного из последовательно включённых безынерционного нелинейного элемента (кусочно-линейная аппроксимация) и избирательной цепи, параметры которых были определены ранее. Определить коэффициент усиления, коэффициент полезного действия и коэффициент нелинейных искажений.
|
Um |
1,04 |
1,09 |
1,14 |
1,19 |
1,24 |
|
|
И, рад |
0,2383 |
0,3840 |
0,4811 |
0,5562 |
0,6180 |
|
|
I0, А |
0,0014 |
0,0059 |
0,0115 |
0,0177 |
0,0241 |
|
|
Im1, А |
0,0028 |
0,0117 |
0,0226 |
0,0343 |
0,0464 |
|
|
Im2, А |
0,0014 |
0,0056 |
0,0105 |
0,0156 |
0,0206 |
|
|
Im3, А |
0,0014 |
0,0052 |
0,0093 |
0,0133 |
0,0168 |
|
|
Im4, А |
0,0013 |
0,0046 |
0,0078 |
0,0104 |
0,0123 |
|
|
Im5, А |
0,0012 |
0,0040 |
0,0061 |
0,0073 |
0,0078 |
Коэффициент нелинейных искажений
|
КПД |
0,68 |
0,73 |
0,75 |
0,76 |
0,77 |
|
|
КНИ |
1,3% |
1,3% |
1,3% |
1,3% |
1,3% |
7. Моделирование нелинейного резонансного усилителя
Блок-схема Simulink-модели нелинейного резонансного усилителя (кусочно-линейная аппроксимация), моделирование и сравнение результатов моделирования с результатами аналитического расчёта.
8. Расчёт квадратичного детектора
Аналитический расчёт квадратичного амплитудного детектора, сформированного из последовательно включённых безынерционного нелинейного элемента и избирательной цепи, представленной RC-цепью.
спектр аппроксимация безынерционный колебание
figure1 = figure ('Color', [1 1 1]);
axes1 = axes ('Parent', figure1,'FontWeight', 'bold',… 'FontSize', 12);
y1=2*s+0.5*s.*s;
m1=max(y1);
m2=min(y1);
y2=(y1-m2)/(m1-m2);
Sy=abs (fft(y2)/length(y2));
Sys=fftshift(Sy);
dF=1e3;
stem (dF*(-20:20), Sys (2^15-20+1:2^15+20+1))
hold on
Ss=abs (fft(s)/length(s));
Ssf=fftshift(Ss);
stem (dF*(-20:20), Ssf (2^15-20+1:2^15+20+1), 'r')
hold off
Список литературы
1. «Радиотехнические цепи и сигналы: Методические указания к курсовой работе» / М.П. Трухин. Екатеринбург: УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2011. 74 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование характеристик минимально-фазового объекта управления. Принцип построения дискретной модели. Расчёт регулятора компенсационного типа. Моделирование непрерывных объектов управления. Синтез безинерционного звена, выбор резисторов и конденсатора.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 27.02.2012Математические модели сообщений, сигналов и помех. Основные методы формирования и преобразования сигналов в радиотехнических системах. Частотные и временные характеристики типовых линейных звеньев. Основные законы преобразования спектра сигнала.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.01.2013Определение корреляционной функции входного сигнала, расчет его амплитудного и фазового спектра. Характеристики цепи: амплитудно-частотная, фазо-частотная, переходная, импульсная. Вычисление спектральной плотности и построение графика выходного сигнала.
курсовая работа [986,4 K], добавлен 18.12.2013Разработка структурной схемы передатчика. Расчёт усилителя мощности, цепи согласования, амплитудного модулятора, частотного модулятора, возбудителя частоты (автогенератора), колебательной системы, цепи питания и смещения, ёмкости связи с нагрузкой.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.07.2015Выбор двигателя, усилителя мощности, фазового детектора, редуктора, расчет передаточных функций, построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики нескорректированной системы и корректирующего звена для проектирования системы слежения.
курсовая работа [384,1 K], добавлен 29.08.2010Выбор типа транзисторов и способа их включения для оконечного и фазоинверсного каскада. Распределение частотных искажений. Расчёт электрической схемы усилителя. Расчёт фазоинверсного каскада с трансформаторной cвязью. Расчет частотных характеристик.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.04.2011Методы синтеза электрического фильтра нижних и верхних частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Реализация схемы фильтров по Дарлингтону. Денормирование и расчёт ее элементов. Определение частотных характеристик фильтра.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2011Описание конструкции амплитудного модулятора. Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной. Определение коэффициентов нагрузки для транзисторов, резисторов, конденсаторов, общей интенсивности отказа прибора. Расчет площади печатной платы.
курсовая работа [179,3 K], добавлен 01.06.2015Выбор структурной схемы. Расчет усилителя мощности высокой частоты по схеме с общим эмиттером. Расчет цепи согласования активного элемента с нагрузкой. Выбор конструкции теплоотвода и катушки индуктивности. Умножители частоты. Кварцевые автогенераторы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.02.2012Определение спектральным и временным методами отклика пассивной линейной цепи, к входу которой приложен входной сигнал. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики цепи. Расчет спектра отклика, временных характеристик. Параметры обобщенной схемы.
курсовая работа [272,1 K], добавлен 25.03.2010Выбор значения промежуточной частоты, избирательной системы тракта приемника, способа и элемента настройки, детектора сигнала и преобразователя частоты. Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе. Расчет каскадов заданного приемника.
курсовая работа [966,1 K], добавлен 01.10.2013Расчёт структурной схемы. Выбор транзисторов оконечного и предоконечного каскада. Семейство ВАХ IRF532, 9530. Электрический расчёт предоконечного каскада. Резисторы в цепи драйвера. Цепь ОС, ёмкости. Компьютерное моделирование работы УМЗЧ в CCM MC9.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.08.2012Определение числа каскадов. Распределение искажений на ВЧ. Расчёт оконечного каскада. Расчёт выходной корректирующей цепи. Выбор входного транзистора. Расчёт предоконечного каскада. Расчёт входного каскада. Расчёт разделительных конденсаторов.
курсовая работа [395,7 K], добавлен 02.03.2002Определение числа каскадов. Распределение линейных искажений в области ВЧ. Расчёт выходного каскада. Расчёт предоконечного каскада. Расчёт входного каскада. Выбор транзистора. Расчёт цепей термостабилизации. Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей.
курсовая работа [657,3 K], добавлен 01.03.2002Определение отклика пассивной линейной цепи, к входу которой приложен входной сигнал. Расчет проводится спектральным и временным методами. Расчет спектра входного сигнала и частотных характеристик схемы. Расчет отклика с помощью переходной характеристики.
курсовая работа [301,2 K], добавлен 16.09.2010Разработка генератора сетки частот, состоящего из автогенератора, вырабатывающего колебание заданной частоты и нелинейного преобразователя, формирующего из него импульсы тока, состоящие из суммы гармоник исходного колебания. Расчет активных RC-фильтров.
курсовая работа [671,0 K], добавлен 14.07.2012Общие характеристики операционного усилителя К140-УД14А, расчет пропорционально-интегрального ПИ-звена для него. Определение рабочих мощностей и напряжения на элементах, выбор резисторов и конденсаторов. Построение логарифмических характеристик усилителя.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 20.12.2012Усилитель звуковых частот. Расчёт оконечного каскада. Выбор транзисторов по допустимой мощности рассеяния на коллекторе и максимальной амплитуде коллекторного тока. Выбор входного транзистора, расчет входных элементов. Расчет мощности элементов схемы.
курсовая работа [618,3 K], добавлен 12.03.2016Аппроксимация ВАХ нелинейного элемента полиномом второй степени. Общий анализ резонансного усилителя мощности. Оценка коэффициента нелинейных искажений тока, амплитуды колебаний. Изучение прохождения смеси сигнал + шум через активную линейную цепь.
курсовая работа [778,9 K], добавлен 15.05.2015Расчёт усилителя мощности радиочастоты и режима термостабилизации. Определение Y-параметров для каскодного включения транзисторов. Расчёт режима автогенератора по постоянному току. Вычисление параметров колебательных систем, преобразователя частоты.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.06.2015
