Преобразование гармонического колебания в нелинейной безынерционной цепи
Автор: lolotrond • Октябрь 26, 2022 • Лабораторная работа • 392 Слов (2 Страниц) • 193 Просмотры
[pic 1][pic 2]
[pic 3]
Кафедра теоретических основ радиотехники
Отчет
по лабораторной работе № 10
по дисциплине «Радиотехнические Цепи и Сигналы»
Тема: «Преобразование гармонического колебания в нелинейной безынерционной цепи»
Студенты гр. 9183, ФРТ |
|
Бадырев К.А., Белозерцев В.А. |
Преподаватель | Семенихин И.Н. |
Санкт-Петербург
2022 г.
Цель работы: изучение преобразования гармонического колебания в нелинейной безынерционной цепи и анализ такого преобразования с использованием кусочно-линейной и квадратичной аппроксимации вольтамперной характеристики нелинейного элемента.
Теоретические сведения:
Лабораторная установка включает в себя лабораторный макет со встроенным вольтметром, высокочастотный генератор, осциллограф и анализатор спектра. Лабораторный макет содержит электронные блоки, выполненные на базе операционных усилителей и реализующие операции суммирования напряжения E0 от встроенного регулируемого источника и электрических колебаний от внешнего источника (генератора) и нелинейного преобразования за счет введения в схему полупроводникового диода, имеющего нелинейную ВАХ. Также имеется встроенный в макет полосовой фильтр с резонансной частотой 200 кГц, через который можно пропустить преобразованные нелинейным элементом колебания с помощью переключателя S1.1, и нелинейный элемент с квадратичной амплитудной характеристикой. Выходное напряжение подается одновременно на осциллограф и анализатор спектра, что позволяет проводить измерения во временной и частотной областях. Для измерения амплитудной характеристики нелинейного элемента (зависимости напряжения на выходе от напряжения на входе) в макете имеется встроенный вольтметр, который в зависимости от положения переключателя S1.2 позволяет измерить постоянное напряжение до нелинейного элемента или после него.
Для удобства проведения измерений ток, протекающий через нелинейный элемент, преобразуется в напряжение посредством пропускания его через резистивный элемент, затем напряжение усиливается. Таким образом, амплитудная характеристика блока нелинейного преобразования в точности совпадает по форме с ВАХ нелинейного элемента. К макету подключен спектроанализатор с входным сопротивлением 50 Ом, с помощью которого определяются амплитуды гармонических составляющих напряжения. Измерив эти амплитуды, легко найти (согласно закону Ома) амплитуды гармоник тока, протекающего через указанное сопротивление.
Обработка результатов эксперимента:
- Построение ВАХ нелинейного элемента по измеренным значениям амплитудной характеристики.
НЭ1 | |||||||||
Uвх, В | -0,8 | -0,6 | -0,4 | -0,2 | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 |
Uвых, В | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,1 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,65 |
I, A | 0,015 | 0,009 | 0,005 | 0,002 | 0,001 | 0,002 | 0,004 | 0,008 | 0,013 |
[pic 4]
Рис. 10.1. ВАХ НЭ1[pic 5]
НЭ2 | |||||||||
Uвх, В | -0,8 | -0,6 | -0,4 | -0,2 | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 |
Uвых, В | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 |
I, A | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0040 | 0,0080 | 0,0120 | 0,0160 |
Рис. 10.2. ВАХ НЭ2
- Рассчитаем по экспериментальным данным величины углов отсечки θ.
τ (мкс) | T (мкс) | θ (рад) |
9 | 10,81081081 | 2,61538 |
8 | 2,32478 | |
7 | 2,03418 | |
6 | 1,74358 | |
5 | 1,45299 | |
4 | 1,16239 | |
3 | 0,87179 | |
2 | 0,58119 | |
1 | 0,290597 |
- Рассчитаем амплитуды гармоник тока Ik по измеренным значениям Аk.
Ak1(дБм) | Ak2(дБм) | Ak3(дБм) | Ak1(мВт) | Ak2(мВт) | Ak3(мВт) |
-30,3 | -31,6 | -34,6 | 0,000933 | 0,00069183 | 0,000347 |
-25,1 | -26,1 | -34,6 | 0,00309 | 0,00245471 | 0,000347 |
-19,3 | -23,3 | -31,2 | 0,011749 | 0,00467735 | 0,000759 |
-14,3 | -20,3 | -30,8 | 0,037154 | 0,00933254 | 0,000832 |
-11,4 | -20,8 | -34,9 | 0,072444 | 0,00831764 | 0,000324 |
-10,6 | -22,5 | -35,8 | 0,087096 | 0,00562341 | 0,000263 |
-8,2 | -28,5 | -30,8 | 0,151356 | 0,00141254 | 0,000832 |
-7,4 | -40,7 | -31,6 | 0,18197 | 8,5114E-05 | 0,000692 |
-7 | -42,1 | -49,5 | 0,199526 | 6,166E-05 | 1,12E-05 |
[pic 6]
...