Kursovaya1 (1060616), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Минимальная погрешность для всего сигнала W_min= 0,6 при t/τ=4, при дальнейшем наблюдении погрешность возрастает, это связано с «выглаживанием» сигнала.

Увеличим максимальный ток I_max до значения 10 мА:

а)

б)

Рис.12. а) семейства кривых относительной погрешности; б) графики преобразования сигнала для ВАХ F018₁ для параметров:

I_max=10 мА, R=10 Ом, С=10 пФ, V_s=0,5 В, V₀=0,2 В, V_m=0,2 В, dV=0,5 В

Лучше всего преобразует ВАХ F018₁ Рис. 12б.

При увеличении максимальной силы тока до значения I_max=10 мА, реакционная сила так же должна увеличиться на порядок:

Найдем силы в красной точке на Рис 12б: F­_R = ;

, C = 10 пФ => F­_R

= ; Увеличилась в 3,5 раза по сравнению с первым случаем (I_max=1 мА), изменение не на порядок связано с разными ВАХ и разными напряжениями точек, но увеличение видно однозначно.

F­_D = ;

δt=0,2τ=0,2*R*C=0,2*10*10*10^-12 = 0,2*10^-10 с,

В следующий момент времени, напряжение в этой точке будет равно:

1,8 - 0,66= 1,14 В ,что подтверждает рисунок Рис.12б при t/τ=0,2.

Минимальная погрешность W_min= 0,4 достигается при t/τ=6 для ВАХ F018₁.

Увеличим максимальный ток I_max до значения 100 мА:

а)

б)

в)

Рис.13. а) семейства кривых относительной погрешности; б),в) графики преобразования сигнала для параметров:

I_max=100 мА, R=10 Ом, С=10 пФ, V_s=0,5 В, V₀=0,2 В, V_m=0,2 В, dV=0,5 В

Преобразуют б) хуже всего F01₁0; в) лучше всего F214.

Из графиков б) и в) видно, что сигнал практически превратился в меандр, но не окончательно. Это говорит о том, что реакционная сила вносит большой вклад в преобразование сигнала. Преобразует лучше всего ВАХ F214, это объясняется наличием мультистабильности. Такой точкой является U~0,63 В. При значении напряжения ячейки от 0,58 до 0,64 В после воздействия реакционной силы напряжение в ячейке U будет равно ~0,63 В:

Рис. 14 Точка равновесия ВАХ F214.

Найдем силы в красной точке на Рис 13в: F­_R = ;

, C = 10 пФ => F­_R ;

F­_D = ;

δt=0,2τ=0,2*R*C=0,2*10*10*10^-12 = 0,2*10^-10 с,

В следующий момент времени, напряжение в этой точке будет равно:

1,5 – 0,96= 0,54 В, не совсем совпадает с действительностью, что можно объяснить последующим резким уменьшением реакционной силы по мере приближения к напряжению U=1В. Реакционная сила уменьшиться и скорость замедлится, а при прохождении точки U=1В вообще поменяет знак и будет противодействовать диффузионной силе.

Найдем диффузионную силу в момент времени t/τ=0,2:

F­_D = ;

Минимальная погрешность W_min= 0,6 достигается при t/τ=4 для ВАХ F214.

По форме графиков относительной погрешности Рис. 13а можно заметить, что есть уменьшение в начальный момент времени, а затем погрешность остается почти постоянной. Это объясняется тем, что диффузионная сила имеет большое время действия и после первого цикла времени сильно уменьшается, из-за этого на втором шаге после начала обработки сигнала проявляет влияние реакционная сила, которая за короткое время превращает синусоиду в меандр, приводя все точки в стабильное состояние, на этом обработка сигнала фактически прекращается. Разные уровни погрешности на графиках объясняются разной зависимостью силы тока от напряжения. Наибольшую погрешность имеет F01₁0;, так как в этом случае смешенный пик ВАХ обеспечивает смещение точек с напряжением U > 0,15В вправо в сторону с U=1В.

Выводы по этой задаче:

1. Исследована зависимость относительной погрешности фильтрации радиосигнала W от максимальной силы тока I_max сети. При изменении I_max от 1 мА до 10 мА W изменяется от 0,6 до 0,4. При изменении I_max от 10 мА до 100 мА W изменяется от 0,4 до 0,8. При I_max=10 мА действия, как реакционной силы, так и диффузионной являются оптимальными и их характерные значения: , , это приводит к минимальной погрешности W_min=0,4. При меньшей максимальной силе тока I_max=1 мА, диффузионная сила преобладает над реакционной, и вследствие чего увеличивается относительная погрешность. При большей максимальной силе тока I_max=100 мА в начальный период времени, диффузионная и реакционная силы имеют одинаковые характерные значения (~2,5·10¹⁰ ), затем характерные значения диффузионной силы уменьшаются до (~0,15·10¹⁰ ), и влияние оказывает реакционная сила, которая приводит к резкому изменению формы сигнала, превращая его в меандр. Поэтому относительная погрешность W увеличивается до значений от 0,6 до 0,8.

1. Выводы

1. Проверена правильность процедур расчета на эталонном примере. При маленьком максимальном токе ВАХ реакционная сила мала (F­_R= ) по сравнению с диффузионной (F­_D = ), которая вносит из-за этого существенно больший вклад в преобразование сигнала. Характерное время преобразования при значениях R=10 Ом, C= 10 пФ: = .

1. Исследована зависимость относительной погрешности фильтрации радиосигнала W от емкости ячейки C сети. При изменении емкости ячейки от C = 1 пФ до С = 10 пФ, минимальная погрешность W_min изменяется от 0,7 до 0,4. м При изменении емкости ячейки С от 10 пФ до 100 пФ минимальная погрешность W_{min ­}увеличивается до 0,5. Это объясняется характерными значениями сил и видами ВАХ. Разобраны интересные случаи увеличения погрешности для ВАХ F214 и неожиданного уменьшения погрешности для ВАХ F01₁0.

1. Исследована зависимость характерного времени фильтрации τ от емкости ячейки C сети. При увеличении C в диапазоне от 1 пФ до 100 пФ τ меняется в диапазоне от 10 пс до 1 нс. Это объясняется тем, что τ = RC.

1. Исследована зависимость относительной погрешности фильтрации радиосигнала W от максимальной силы тока I_max сети. При изменении I_max от 1 мА до 10 мА W изменяется от 0,6 до 0,4. При изменении I_max от 10 мА до 100 мА W изменяется от 0,4 до 0,8.

27

Характеристики

Список файлов курсовой работы