Воздействие колебаний сложной формы на линейные цепиРефераты >> Радиоэлектроника >> Воздействие колебаний сложной формы на линейные цепи
Как видно из расчётов, частотные характеристики достаточно четко позволяют нам говорить о характере цепи. По виду ФЧХ и АЧХ, можно определённо сказать, что цепь, схема которой изображена на рисунке 1., представляет собой фильтр нижних частот с полосой пропускания от 0 до 219 рад/с.
4. РАСЧЕТ ИМПУЛЬСНОЙ И ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ.
Для нахождения выходного процесса необходимо знать переходную и импульсную характеристики. Для нахождения переходной и импульсной характеристик можно воспользоваться операторным методом, базирующимся на преобразовании Лапласа. Для этого сначала необходимо определить операторный коэффициент передачи цепи К(р), а затем на его основе - изображение по Лапласу её импульсной G(p)=K(p) и переходной H(p)=K(p)/p характеристик.
Временные характеристики цепи g(t) и h(t) являются оригиналами операторных функций G(p) и H(p) соответственно.
Для определения операторного коэффициента передачи буду использовать комплексный коэффициент передачи K(jw) ,путём замены jw на p ,в результате получу операторный коэффициент передачи K(p).
Как уже было сказано ранее для нахождения импульсной характеристики необходимо определить операторный коэффициент передачи цепи К(р), а затем на его основе изображение по Лапласу импульсной характеристики G(p)=K(p).
Далее по таблице оригиналов и изображений находим оригинал операторной функции G(p), который и будет являться импульсной характеристикой цепи g(t):
График импульсной характеристики изображен на рисунке 5.
| ||||
|
Рисунок 5 - Импульсная характеристика.
Импульсная характеристика отражает реакцию системы на входной импульсный сигнал произвольной формы с единичной площадью при условии, что длительность этого сигнала пренебрежимо мала по сравнению с временем переходного процесса в цепи.
На основе операторного коэффициента передачи цепи К(р) определим изображение по Лапласу переходной характеристики цепи H(p)=K(p)/p.
Далее по таблице оригиналов и изображений находим оригинал операторной функции H(p), который и будет являться переходной характеристикой цепи h(t):
График переходной характеристики изображен на рисунке 6.
|
Рисунок 6 - Переходная характеристика.
Проверим правильность полученной характеристики путем проведения качественного физического анализа процессов в цепи при включении постоянного входного сигнала (в начальный момент времени t=0 и в установившемся режиме ). Представим, что на входе цепи действует напряжение, заданное единичной функцией Хевисайда [1]. В начальный момент времени емкости разряжены и представляют собой для постоянного сигнала короткое замыкание. В результате передаточная характеристика в начальный момент времени должна быть равна 0, что соответствует действительности. Теперь оценим поведение характеристики на бесконечности. В установившемся режиме емкости полностью заряжены и представляют собой для постоянного во времени сигнала разрыв, следовательно, получим на выходе максимальное напряжение, что свидетельствует о том, что передаточная характеристика должна стремиться на бесконечности к 1. Из результатов проведенного анализа можно сделать вывод, что передаточная характеристика найдена правильно.
Численные значения импульсной и переходной характеристик представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Значения импульсной и переходной характеристик.
t,мc | g(t), 1/c | h(t) |
0,0 | 499,5004995 | 0,0000000 |
0,5 | 313,4602995 | 0,0245429 |
1,0 | 211,8263082 | 0,7874358 |
1,5 | 154,5311274 | 0,1445970 |
2,0 | 120,6986741 | 0,2130831 |
2,5 | 99,4337773 | 0,2798223 |
3,0 | 85,0392886 | 0,3428447 |
3,5 | 74,5210125 | 0,4013033 |
4,0 | 66,2944478 | 0,4550936 |
4,5 | 59,5104616 | 0,5043176 |
5,0 | 53,7046857 | 0,5492336 |