Требования к отчету. 2.7 Контрольные вопросы




 

1. На рабочем поле программы Electronics Workbench составить схему корректора, приведенную на рисунке 2.1.

 

 
 

 

Рисунок 2.1 – Принципиальная схема исследуемого корректора

 

В данной работе в качестве корректирующего четырехполюсника используется Г-образная схема, состоящая из четырех реактивных элементов. Установить параметры элементов корректора в соответствии со своим вариантом по таблице 2.3 и полученными в результате расчетов значениями.

 
 

2. Измерить входное сопротивление корректирующего четырехполюсника на 8-10 частотах в диапазоне 0,3-35 кГц. Для этого составить схему, приведенную на рисунке 2.2.

 

Рисунок 2.2 – Схема цепи для измерения сопротивлений методом замещения

 

 

Величину напряжения источника синусоидального напряжения E установить равной 25–30 В, сопротивление r установить равным 100 кОм. Нажатием клавиши [Space] подключать поочередно к источнику через добавочное сопротивление r измеряемое Zx и эталонное R0 сопротивления с вольтметром V и изменением величины эталонного сопротивления нажатием клавиш [Shift], [Z] добиваться одинаковых показаний вольтметра. Результат оценивать по величине получаемого эталонного сопротивления и заносить в таблицу 2.1. Поправку на возможный реактивный характер измеряемого сопротивления вводить не нужно, так как сопротивления продольной и поперечной ветвей четырехполюсника взаимно обратимы, и входное сопротивление корректора носит чисто активный характер.

 

Таблица 2.1 – Зависимость входного сопротивления корректора от частоты

 

f, кГц                  
R, Ом                  

 

Убедиться в том, что входное сопротивление корректора не изменяется с изменением частоты.

 
 

3. Измерить рабочее ослабление корректора между одинаковыми нагрузками равными R на 8 – 10 частотах в диапазоне 0,3 – 35 кГц. Для измерения ослабления составить схему, приведенную на рисунке 2.3.

 

Рисунок 2.3 – Схема для измерения ослабления корректора

 

Переключить шкалу мультиметра на децибелы и установить эталонное напряжение для измерения ослабления 1 В. Установить напряжение источника синусоидального напряжения E равным двойному эталонному напряжению 2 В. Изменяя частоту источника, измерять ослабление. Величина ослабления равна показанию прибора, взятому с противоположным знаком. Результаты измерений занести в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2 – Зависимость ослабления корректора от частоты

 

f, кГц                  
Aк, дБ                  

 

По данным таблицы 2.2 построить характеристику Aк = j (f) и сравнить с расчетной. Построить график частотной зависимости Aо = Aк + Aц. Для удобства сравнения все графики кривых ослабления должны строится на одном рисунке в одинаковом масштабе.

 

Требования к отчету

 

Отчет должен содержать:

1. Расчет элементов корректора с краткими пояснениями.

2. Схему рассчитанного корректора с указанием значений параметров элементов.

3. Таблицы результатов вычислений и измерений.

4. График частотной зависимости входного сопротивления корректора.

5. Графики частотной зависимости ослабления цепи и корректора

(требуемый, рассчитанный, полученный экспериментально).

 

2.7 Контрольные вопросы

 

1. Причины возникновения линейных искажений в каналах связи.

2. Почему в исследуемом корректоре значения вносимого, рабочего и собственного ослаблений совпадают?

3. Начертить частотную характеристику ослабления корректора по заданной схеме и наоборот.

4. Можно ли для исследуемого корректора указать простую форму связи между ослаблением и коэффициентом передачи?

 

Таблица 2.3 – Частотная характеристика цепи

 

№ вар. Aо, Нп f, кГц R, Ом
  0,3 1,3 3,3 5,3 10,3 15,3 20,3 25,3 30,3 34,3
Aц, Нп
    0,133 0,133 0,218 0,505 0,815 1,408 1,836 2,186 2,491 2,741 2,903  
  3,3 0,16 0,169 0,224 0,46 0,731 1,291 1,713 2,07 2,398 2,715 2,957  
  3,7 0,304 0,304 0,337 0,495 0,7 1,192 1,585 1,92 2,231 2,539 2,794  
  3,1 0,233 0,233 0,308 0,604 0,909 1,483 1,877 2,18 2,428 2,638 2,781  
  3,2 0,06 0,069 0,124 0,359 0,627 1,17 1,562 1,874 2,14 2,379 2,557  
    0,604 0,604 0,637 0,795   1,477 1,847 2,148 2,408 2,646 2,828  
  3,5 0,633 0,633 0,708 1,003 1,306 1,868 2,244 2,523 2,742 2,922 3,043  
  3,5 0,36 0,369 0,424 0,658 0,924 1,458 1,834 2,122 2,358 2,561 2,705  
  3,9 0,504 0,504 0,537 0,694 0,9 1,369 1,726 2,008 2,244 2,449 2,599  
  2,6 0,238 0,238 0,266 0,395 0,578 1,038 1,428 1,766 2,07 2,334 2,496  
    0,384 0,384 0,403 0,501 0,647 1,055 1,425 1,761 2,081 2,398 2,644  
  3,2 0,327 0,327 0,338 0,399 0,499 0,812 1,132 1,434 1,728 2,027 2,279  
  2,5 0,138 0,138 0,164 0,294 0,474 0,916 1,272 1,562 1,807 2,017 2,17  
  3,1 0,284 0,284 0,503 0,6 0,745 1,137 1,479 1,769 2,026 2,262 2,439  
  3,2 0,324 0,324 0,335 0,396 0,494 0,799 1,096 1,364 1,607 1,836 2,014  
  2,6 0,238 0,238 0,264 0,394 0,572 1,004 1,342 1,607 1,822 2,001 2,224  
    0,384 0,384 0,403 0,5 0,643 1,027 1,153 1,62 1,846 2,044 2,188  
  3,3 0,427 0,427 0,438 0,499 0,596 0,895 1,181 1,43 1,649 1,845 1,991  
  2,2 0,321 0,321 0,33 0,378 0,46 0,738 1,045 1,348 1,641 1,912 2,084  
  2,4 0,282 0,282 0,288 0,324 0,358 0,611 0,882 1,168 1,464 1,773 2,022  
  2,8 0,437 0,437 0,441 0,462 0,5 0,654 0,859 1,091 1,344 1,619 1,862  
  2,5 0,621 0,621 0,63 0,678 0,758 1,023 1,298 1,552 1,782 1,989 2,138  
  2,6 0,482 0,482 0,488 0,528 0,583 0,8 1,045 1,287 1,518 1,742 1,915  
  2,7 0,337 0,337 0,341 0,362 0,4 0,547 0,736 0,936 1,14 1,345 1,509  
  2,4 0,521 0,521 0,53 0,578 0,657 0,914 1,173 1,401 1,6 1,773 1,895  
  2,6 0,482 0,482 0,488 0,523 0,583 0,794 1,025 1,245 1,445 1,629 1,766  
                                         

 

Примечание

При выполнении расчетов частоты f1 и f2 принять равными соответственно 3,3 кГц и 15,3 кГц.

 

Приложение

 

Реальные цепи, предназначенные для передачи электрических сигналов, содержат элементы с частотно-зависимыми параметрами, что вызывает появление так называемых линейных искажений. В данной работе исследуется четырехполюсник, предназначенный для уменьшения только одного вида линейных искажений, а именно амплитудно-частотных.

На рисунке 2.4 изображена характеристика ослабления цепи Aц, имеющая подъем на верхних частотах.

 

A

A0 = Aц + Aк

     
   
 
 

 

 


Aк1
Aц

Aцmax

       
   
 
Aкmax
 


Aк

 

 
 
Aк2


Aцmin

 
 

 
 

 


Рисунок 2.4 – Принцип коррекции амплитудно-частотных искажений

 

Если по цепи с такой характеристикой ослабления передавать электрический сигнал, основная энергия которого сосредоточена именно в этом диапазоне частот, то составляющие спектра сигнала, имеющие более высокую частоту, будут претерпевать большее ослабление. Вследствие этого на приемном конце цепи будет нарушено соотношение амплитуд составляющих спектра сигнала. Таким образом, естественно, возникает необходимость либо полностью исключить частотную зависимость ослабления цепи, либо уменьшить эту зависимость.

Для выравнивания частотной характеристики ослабления цепи каскадно с ней включается четырехполюсник, характеристика ослабления которого Aк в сумме с характеристикой ослабления цепи Aц давала бы некоторую постоянную величину

Aо = Aк + Aц.

 
 

Для четырехполюсника, рассматриваемого в данной работе в качестве корректора, справедливо следующее соотношение:

где

Aк – вносимое ослабление четырехполюсника;

Xа– сопротивление реактивного двухполюсника L, C.

 
 

       
   
 

При f = 0, Xa = ¥

или

 
 

Отсюда возможен следующий порядок расчета четырехполюсника-корректора.

1. По известным значениям Aц и Aо находится требуемая характеристика ослабления корректора Aк=Aо-Aц (рисунок 2.4).

2. Из выражения (2.3) определяется величина сопротивления R1:

 
 

 

где

Aкmax=Aо-Aцmin – ослабление четырехполюсника на нулевой частоте;

R – сопротивление нагрузки четырехполюсника (оно же повторное).

3. Задаются двумя частотами f1 и f2 достаточно далеко отстоящими друг от друга и находятся соответствующие им значения ослабления Aк1 и Aк2 (см. рисунок 2.4). Из выражения (2.1) можно найти

 

 

 
 


Отсюда для значений Aк1 и Aк2 на частотах f1 и f2 находятся

соответствующие им значения сопротивлений Xа1 и Xа2.

 
 

4. Используя (6.2), можно составить систему из двух очевидных уравнений:

 

решая которую, получить выражения для L1 и C1:

 
 

 

где

 
 

       
   
 

5. Из условия обратимости двухполюсников находятся:

 

6. По формуле (2.1) рассчитывается характеристика ослабления Aк = j(f) корректирующего четырехполюсника и сравнивается с требуемой. Точное совпадение будет только на частотах: f = 0, f1, f2. На остальных частотах возможно расхождение между полученной и требуемой характеристиками. Величина этого расхождения зависит от того насколько удачно выбраны частоты f1 и f2.

 

3 Расчет, моделирование и испытание нерекурсивного дискретного фильтра нижних частот

Лабораторная работа № 13

 

 

Цель работы

 

Освоение методики проектирования в среде DFLD нерекурсивных дискретных фильтров нижних частот по заданным требованиям к амплитудно-частотной характеристике.

 

Литература

1. [1], стр. 512 – 584.

2. [4], стр. 382 – 422.

3. [5]

 

Подготовка к работе

 

1. Изучить по конспекту лекций и учебникам соответствующий материал курса ТЭЦ. Изучить разделы: «Дискретные сигналы и их спектры», «Дискретные цепи», «Характеристики нерекурсивных дискретных фильтров», «Синтез нерекурсивных фильтров методом «окон».

2. Ответить устно на вопросы в конце методических указаний к данной работе.

3. Составить структурную схему нерекурсивного цифрового фильтра.

4. Используя данные таблицы 3.1, согласно заданному варианту рассчитать нормированные частоты на границах полос пропускания и задерживания, максимально допустимое ослабление в полосе пропускания и минимально допустимое ослабление в полосе задерживания.

Пример расчета приведен в приложении к данной работе.

 

Лабораторное задание

 

1. Определить порядок фильтра, получить частотные характеристики, изучить влияние типа «окна».

2. Провести испытание синтезированного нерекурсивного цифрового фильтра стандартными, гармоническими и четырехточечным сигналами.

3. Рассчитать три отсчета реакции фильтра на четырехточечный сигнал и сравнить с результатами машинного расчета.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: