Бакалов В.П. Основы теории цепей (3-е издание, 2007).pdf (1095419), страница 70
Текст из файла (страница 70)
15.2) âîçíèêàþò ñòàöèîíàðíûå ãàðìîíè÷åñêèå êîëåáàíèÿ?2. Ïîÿñíèòü ïðèíöèï ðàáîòû àâòîãåíåðàòîðà ïî ðèñ. 15.3.3. Êàêèå òèïû àâòîãåíåðàòîðîâ ñóùåñòâóþò? Êàê ðàáîòàþò ýòè ãåíåðàòîðû?4. Ñôîðìóëèðîâàòü óñëîâèÿ ñàìîâîçáóæäåíèÿ àâòîãåíåðàòîðîâ:à) ñ òðàíñôîðìàòîðíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ; á) èíäóêòèâíîé òðåõòî÷êè; â) RC-ãåíåðàòîðà ñ ëåñòíè÷íîé öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè;ã) RC-ãåíåðàòîðà ñ ìîñòîì Âèíà.5. Ïðîâåðèòü, ïðîèçîéäåò ëè ñàìîâîçáóæäåíèå àâòîãåíåðàòîðà(ðèñ. 15.2), åñëè L = 200 ìêÃí, Ì = 50 ìêÃí, Rp = 10 êÎì,Scp = 1 ìÀ/Â.Îòâåò: äà.6. ßâëÿåòñÿ ëè öåïü íà ðèñ. 15.4, á àâòîãåíåðàòîðîì, åñëèHó = 2,5; L1 = 30 ìêÃí; L2 = 10 ìêÃí?Îòâåò: íåò.7.
Ðàññ÷èòàòü çíà÷åíèå êðóòèçíû õàðàêòåðèñòèêè òðàíçèñòîðà, ïðèêîòîðîì ïðîèçîéäåò ñàìîâîçáóæäåíèå RC-àâòîãåíåðàòîðà ñ ëåñòíè÷íîé öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè, åñëè RÊ = 0,5 êÎì.Îòâåò: Scp > 58 ìÀ/Â.8. Êàê ðàññ÷èòûâàåòñÿ ÷àñòîòà ãåíåðèðóåìûõ êîëåáàíèé â àâòîãåíåðàòîðàõ ðàçíûõ òèïîâ?9. Ðàññ÷èòàòü ÷àñòîòó ãåíåðàöèè êîëåáàíèé â RC-ãåíåðàòîðå ñ ìîñòîì Âèíà, åñëè C1 = C2 = 7 íÔ, R1 = R2 = 10 êÎì.Îòâåò: fã = 2,27 êÃö.10.
Êàêèìè áóäóò ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ñðåäíåé êðóòèçíû (èëèêîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è óñèëèòåëÿ) îò àìïëèòóäû íàïðÿæåíèÿ íà âõîäå óñèëèòåëÿ ïðè ðàçíûõ ïîëîæåíèÿõ ðàáî÷åéòî÷êè íà ÂÀÕ (â ñåðåäèíå ëèíåéíîãî ó÷àñòêà è íà íèæíåìçàãèáå)?Íó4030201000,20,40,60,8 Um ÁÝ , ÂÐèñ. 15.2341111. Ñôîðìóëèðîâàòü óñëîâèÿ áàëàíñà àìïëèòóä è áàëàíñà ôàç âóñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå.12.
Êàêèì îáðàçîì ïî êîëåáàòåëüíîé õàðàêòåðèñòèêå (ðèñ. 15.13)îïðåäåëÿåòñÿ àìïëèòóäà ñòàöèîíàðíûõ êîëåáàíèé?13. Îïðåäåëèòü àìïëèòóäó ñòàöèîíàðíîãî êîëåáàíèÿ íà âûõîäåRC-ãåíåðàòîðà ñ ëåñòíè÷íîé öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè, åñëèScp = 14,5 ìÀ/Â, RÊ = 2 êÎì, êîëåáàòåëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêàèçîáðàæåíà íà ðèñ.
15.23.Îòâåò: U m âûõ = 11,6 Â.14. Ïðè êàêèõ óñëîâèÿõ ðåæèì ñàìîâîçáóæäåíèÿ àâòîãåíåðàòîðàÿâëÿåòñÿ ìÿãêèì (æåñòêèì)?15.  ÷åì îòëè÷èå ìÿãêîãî ðåæèìà ñàìîâîçáóæäåíèÿ àâòîãåíåðàòîðà îò æåñòêîãî ðåæèìà? Ïîÿñíèòü ïî ãðàôèêàì ðèñ. 15.8 èðèñ. 15.9.16. Êàêèì îáðàçîì îáúåäèíèòü äîñòîèíñòâà ìÿãêîãî è æåñòêîãîðåæèìîâ ñàìîâîçáóæäåíèÿ?ÃËÀÂÀ 16. ÏÐÎÁËÅÌÀ ÑÈÍÒÅÇÀ ËÈÍÅÉÍÛÕÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ ÖÅÏÅÉ16.1. Ïîñòàíîâêà çàäà÷è ñèíòåçàËèíåéíûå óñòðîéñòâà ñèñòåì ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè. Ïðåäûäóùèå ãëàâû ïîñâÿùåíû â îñíîâíîì ïðîáëåìå àíàëèçà ýëåêòðè÷åñêèõöåïåé.  íèõ ðàññìàòðèâàëèñü ìåòîäû àíàëèçà è íà èõ îñíîâå èçó÷àëèñü ñâîéñòâà ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé.
Äðóãîé ïðîáëåìîé ÿâëÿåòñÿñîçäàíèå óñòðîéñòâ è ñèñòåì, îáëàäàþùèõ çàäàííûìè ñâîéñòâàìè,÷òî ñîñòàâëÿåò ñîäåðæàíèå çàäà÷è ñèíòåçà ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé. ïîñëåäóþùèõ ãëàâàõ ðå÷ü ïîéäåò î ñèíòåçå êîíêðåòíûõ ëèíåéÀÀ ð max = 1 äÁwïÀ ð min = 40 äÁwçÐèñ. 16.1412wíûõ óñòðîéñòâ, ÿâëÿþùèõñÿ ñîñòàâíîé ÷àñòüþ ñèñòåì ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè.Ýëåêòðè÷åñêèå ôèëüòðû ýòî ÷åòûðåõïîëþñíèêè, êîòîðûå ñïðåíåáðåæèìî ìàëûì îñëàáëåíèåì ïðîïóñêàþò êîëåáàíèÿ â îïðåäåëåííîì äèàïàçîíå (äèàïàçîíàõ) ÷àñòîò è ïðàêòè÷åñêè íåïðîïóñêàþò êîëåáàíèé â äðóãèõ äèàïàçîíàõ. Íà ðèñ.
16.1 ïðèâåäåíà òèïè÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàáî÷åãî îñëàáëåíèÿ ÔÍ×. Äëÿäàííîãî ïðèìåðà îñëàáëåíèå â ïîëîñå ÷àñòîò 0 ... wï íå ïðåâûøàåò 1 äÁ, à â ïîëîñå ÷àñòîò wç ... ¥ îñëàáëåíèå ïðåâûøàåò 40äÁ. Ïîëîñà ÷àñòîò, â êîòîðîé îñëàáëåíèå îòíîñèòåëüíî ìàëî, íàçûâàåòñÿ ïîëîñîé ïðîïóñêàíèÿ; ïîëîñà ÷àñòîò, â êîòîðîé îñëàáëåíèå îòíîñèòåëüíî âåëèêî, íàçûâàåòñÿ ïîëîñîé çàäåðæèâàíèÿ.Ìåæäó ïîëîñàìè ïðîïóñêàíèÿ è çàäåðæèâàíèÿ íàõîäèòñÿ ïîëîñàðàñôèëüòðîâêè (ïåðåõîäíàÿ ïîëîñà).  ýòîé ïîëîñå òðåáîâàíèÿíà îñëàáëåíèå íå çàäàþòñÿ. Ýëåêòðè÷åñêèå ôèëüòðû ñëóæàò äëÿâûäåëåíèÿ êîëåáàíèé â íåîáõîäèìîé ïîëîñå ÷àñòîò. Íàïðèìåð, âàíòåííå ñóùåñòâóþò êîëåáàíèÿ, âûçâàííûå ðàáîòîé ìíîãèõ ðàäèîñòàíöèé.
Êàæäàÿ ðàäèîñòàíöèÿ ðàáîòàåò â ñâîåé ïîëîñå ÷àñòîò. Ðàäèîïðèåìíèê ñ ïîìîùüþ ôèëüòðîâ âûäåëÿåò êîëåáàíèÿ âæåëàåìîì äèàïàçîíå ÷àñòîò. Äëÿ òîãî, ÷òîáû áûëà âîçìîæíîñòüïîñëåäîâàòåëüíî ïðèíèìàòü ðàçëè÷íûå ðàäèîñòàíöèè, ôèëüòðíåîáõîäèìî ïåðåñòðàèâàòü. Âðàùåíèå ðó÷êè íàñòðîéêè ðàäèîïðèåìíèêà ïðèâîäèò ê ñìåùåíèþ ïîëîñ ïðîïóñêàíèÿ è çàäåðæèâàíèÿ.
Òà æå èäåÿ ïîëîæåíà â îñíîâó ðàçäåëåíèÿ òåëåôîííûõêàíàëîâ â àíàëîãîâûõ ìíîãîêàíàëüíûõ ñèñòåìàõ ïåðåäà÷è.Ôèëüòðàìè ìîæíî ôîðìèðîâàòü ñèãíàëû ñëîæíîé ôîðìû,óìåíüøàòü ïóëüñàöèè íàïðÿæåíèÿ èëè òîêà â èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ.Êîððåêòîðû ëèíåéíûõ èñêàæåíèé èëè ïðîñòî êîððåêòîðû ýòî ÷åòûðåõïîëþñíèêè, ñëóæàùèå äëÿ êîìïåíñàöèè ëèíåéíûõèñêàæåíèé.  § 9.6 ïðèâåäåíû óñëîâèÿ áåçûñêàæåííîé ïåðåäà÷è.Íà ïðàêòèêå ýòè óñëîâèÿ âûïîëíÿþòñÿ äàëåêî íå âñåãäà, âñëåäñòâèå ÷åãî âîçíèêàþò àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûå è ôàçî-÷àñòîòíûå èñêàæåíèÿ. Äëÿ òîãî ÷òîáû îáåñïå÷èòü óñëîâèÿ áåçûñêàæåííîé ïåðåäà÷è è ïðèìåíÿþòñÿ êîððåêòîðû. Ëèíåéíûå èñêàæåíèÿ ÷àñòîêîððåêòèðóþòñÿ ðàçäåëüíî. Àìïëèòóäíûìè êîððåêòîðàìè êîìïåíñèðóþòñÿ àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûå èñêàæåíèÿ, à ôàçîâûìè ôàçî-÷àñòîòíûå.
Êîððåêòîðû ìîãóò áûòü ïîñòîÿííûìè, êîãäà èõõàðàêòåðèñòèêè íå ìåíÿþòñÿ â ïðîöåññå ðàáîòû èëè àâòîìàòè÷åñêèìè (àäàïòèâíûìè), êîãäà ïðè èçìåíåíèè ïàðàìåòðîâ ñðåäûïåðåäà÷è (íàïðèìåð ëèíèé) õàðàêòåðèñòèêè êîððåêòîðà àâòîìàòè÷åñêè òàêæå èçìåíÿþòñÿ.Ëèíèè çàäåðæêè ýòî ÷åòûðåõïîëþñíèêè, êîòîðûå â íåêîòîðîì äèàïàçîíå ÷àñòîò èìåþò ñ çàäàííîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè ëèíåéíóþ ôàçî-÷àñòîòíóþ õàðàêòåðèñòèêó èëè ïîñòîÿííîå ãðóïïîâîå413âðåìÿ ïðîáåãà. Ëèíèè çàäåðæêè ïðèìåíÿþòñÿ êàê ýëåìåíò óñòðîéñòâ, íàïðèìåð, ãàðìîíè÷åñêèõ êîððåêòîðîâ.Òðåáîâàíèÿ ê öåïè, ýòàïû ñèíòåçà. Òðåáîâàíèÿ ê ýëåêòðè÷åñêîé öåïè ìîæíî ðàçäåëèòü íà îñíîâíûå è äîïîëíèòåëüíûå. Îñíîâíûå òðåáîâàíèÿ îïðåäåëÿþò öåëåâîå íàçíà÷åíèå ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
Ýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà ëèíåéíîé öåïè ïîëíîñòüþ îïèñûâàþòñÿ âî âðåìåííîé îáëàñòè ïåðåõîäíîé g(t) èëè èìïóëüñíîé h(t)õàðàêòåðèñòèêàìè, à â ÷àñòîòíîé îáëàñòè àìïëèòóäíî- è ôàçî÷àñòîòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Ïîýòîìó îñíîâíûå òðåáîâàíèÿïðåäúÿâëÿþòñÿ ëèáî ê ÷àñòîòíûì, ëèáî ê âðåìåííûì õàðàêòåðèñòèêàì áóäóùåé öåïè.Äîïîëíèòåëüíûå òðåáîâàíèÿ çàâèñÿò îò óñëîâèé ðàáîòû ñîçäàâàåìûõ óñòðîéñòâ. Ê íèì îòíîñÿòñÿ îãðàíè÷åíèÿ íà ìàññó è ãàáàðèòû, ÷óâñòâèòåëüíîñòü õàðàêòåðèñòèê ê èçìåíåíèþ ýëåìåíòîâ,òåìïåðàòóðíóþ íåñòàáèëüíîñòü, ýëåìåíòíûé áàçèñ (íàïðèìåð, â ðÿäå ñëó÷àåâ íåæåëàòåëüíî ïðèìåíåíèå êàòóøåê èíäóêòèâíîñòè), àòàêæå òðåáîâàíèÿ ïðîñòîòû ïðîöåññà íàñòðîéêè â óñëîâèÿõ ïðîèçâîäñòâà è ò. ä.
×àñòü äîïîëíèòåëüíûõ òðåáîâàíèé íîñèò îáÿçàòåëüíûé õàðàêòåð, à ÷àñòü ïîäëåæàò îïòèìèçàöèè (ìèíèìèçàöèè èëèìàêñèìèçàöèè) ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ. Òàê, âîçìîæåí ñëó÷àé, êîãäà òðåáîâàíèÿ ïî ÷óâñòâèòåëüíîñòè äîëæíû âûïîëíÿòüñÿáåçóñëîâíî, à ãàáàðèòû è ìàññà ìèíèìèçèðóþòñÿ. êëàññè÷åñêîé ïîñòàíîâêå çàäà÷à ñèíòåçà ðàçáèâàåòñÿ íà äâàýòàïà: çàäà÷ó àïïðîêñèìàöèè è çàäà÷ó ðåàëèçàöèè.Ðåøåíèå çàäà÷è àïïðîêñèìàöèè çàêëþ÷àåòñÿ â íàõîæäåíèè òàêîé ôóíêöèè, êîòîðàÿ, ñ îäíîé ñòîðîíû, óäîâëåòâîðÿåò ïîñòàâëåííûì òðåáîâàíèÿì, à ñ äðóãîé óäîâëåòâîðÿåò óñëîâèÿì ôèçè÷åñêîé ðåàëèçóåìîñòè õàðàêòåðèñòèê (âðåìåííûõ èëè ÷àñòîòíûõ)ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé.Ðåøåíèå çàäà÷è ðåàëèçàöèè çàêëþ÷àåòñÿ â íàõîæäåíèè ýëåêòðè÷åñêîé öåïè, âðåìåííáÿ èëè ÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà êîòîðîéñîâïàäàåò ñ ôóíêöèåé, íàéäåííîé â ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿ çàäà÷è àïïðîêñèìàöèè.16.2.
Óñëîâèÿ ôèçè÷åñêîé ðåàëèçóåìîñòèÑèíòåç ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé ìîæíî âûïîëíèòü âî âðåìåííóéîáëàñòè, êîãäà òðåáîâàíèÿ çàäàþòñÿ ê ïåðåõîäíîé èëè èìïóëüñíîéõàðàêòåðèñòèêå, è â ÷àñòîòíîé îáëàñòè, êîãäà òðåáîâàíèÿ çàäàþòñÿê àìïëèòóäíî-÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêå (À×Õ) è Ô×Õ öåïè. Ïðèýòîì òðåáîâàíèÿ ÷àñòî çàäàþòñÿ òîëüêî ê À×Õ öåïè, à Ô×Õ íåêîíòðîëèðóåòñÿ. Î÷åâèäíî, íå ëþáàÿ âåùåñòâåííàÿ ôóíêöèÿ ìîæåòáûòü ðåàëèçîâàíà â âèäå âðåìåííóé õàðàêòåðèñòèêè öåïè è íå ëþáàÿ êîìïëåêñíàÿ ôóíêöèÿ ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíà â âèäå âõîäíîéèëè ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèè.414Óñëîâèÿ, ïðè âûïîëíåíèè êîòîðûõ çàäàííàÿ ôóíêöèÿ ìîæåòáûòü ðåàëèçîâàíà êàê õàðàêòåðèñòèêà öåïè, íàçûâàþòñÿ óñëîâèÿìèôèçè÷åñêîé ðåàëèçóåìîñòè (ÓÔÐ).
Äàííûå óñëîâèÿ çàâèñÿò îòòîãî, èç êàêèõ ýëåìåíòîâ ïðåäïîëàãàåòñÿ ñèíòåçèðîâàòü öåïü, ò. å.ÓÔÐ çàâèñÿò îò ýëåìåíòíîãî áàçèñà. Íèæå áóäóò ðàññìàòðèâàòüñÿëèíåéíûå àêòèâíûå è ïàññèâíûå RLC-öåïè ñ ñîñðåäîòî÷åííûìè èíåçàâèñÿùèìè îò âðåìåíè ïàðàìåòðàìè. Ðàññìîòðèì ÓÔÐ äàííûõöåïåé.Óñëîâèÿ ôèçè÷åñêîé ðåàëèçóåìîñòè ïåðåäàòî÷íûõ ôóíêöèé. Âãë. 7 ïîêàçàíî, ÷òî âõîäíûå èëè ïåðåäàòî÷íûå ôóíêöèè ÿâëÿþòñÿäðîáíî-ðàöèîíàëüíûìè ôóíêöèÿìè ñ âåùåñòâåííûìè êîýôôèöèåíòàìè (7.41):H(p) =an p n + an -1p n -1 + K + a1p + a0bm p m + bm -1p m -1 + K + b1p + b0.Äëÿ òîãî, ÷òîáû äðîáíî-ðàöèîíàëüíàÿ ôóíêöèÿ ñ âåùåñòâåííûìè êîýôôèöèåíòàìè ÿâëÿëàñü ñ òî÷íîñòüþ äî ïîñòîÿííîãîìíîæèòåëÿ ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèåé ÷åòûðåõïîëþñíèêà, íåîáõîäèìî è äîñòàòî÷íî, ÷òîáû îíà óäîâëåòâîðÿëà óñëîâèÿì, îïèñàííûì â § 7.4:1) ïîëèíîì çíàìåíàòåëÿ äîëæåí áûòü ïîëèíîìîì Ãóðâèöà;2) ñòåïåíü ïîëèíîìà ÷èñëèòåëÿ íå äîëæíà ïðåâûøàòü ñòåïåíèïîëèíîìà çíàìåíàòåëÿ. òåðìèíàõ íóëåé è ïîëþñîâ ýòè äâà óñëîâèÿ ìîãóò áûòü ñôîðìóëèðîâàíû ñëåäóþùèì îáðàçîì:1) ïîëþñû ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèè äîëæíû íàõîäèòüñÿ â ëåâîéïîëóïëîñêîñòè;2) îòñóòñòâóþò ïîëþñû â íóëå è áåñêîíå÷íîñòè.Íà ïîëîæåíèå íóëåé íèêàêèõ îãðàíè÷åíèé íå íàêëàäûâàåòñÿ.Ýòè äâà óñëîâèÿ îïðåäåëÿþò óñëîâèÿ óñòîé÷èâîé öåïè.Åñëè íåêîòîðàÿ äðîáíî-ðàöèîíàëüíàÿ ôóíêöèÿ óäîâëåòâîðÿåò ïðèâåäåííûì óñëîâèÿì, òî ãîâîðÿò, ÷òî îíà óäîâëåòâîðÿåòóñëîâèÿì ôèçè÷åñêîé ðåàëèçóåìîñòè.Ñòðóêòóðà ÷åòûðåõïîëþñíèêà ìîæåò íàêëàäûâàòü äîïîëíèòåëüíûå îãðàíè÷åíèÿ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
