Коефіцієнта нелінійних спотворень

Для кількісного аналізу спектрального складу сигналів і визначення коефіцієнта нелінійних спотворень необхідно використовувати пакет FOURIER. Як зразок, проведемо аналіз спектру вхідного і вихідного сигналів досліджуваного каскаду. Результати цього аналізу наведені в таблицях.2 і 3. йналіз проведений по 8 гармоніках і показує, що коефіцієнт нелінійних спотворень вхідного сигналу (вузол б) складає 0.0089Х, а вихідного (вузол 5) -3.048%. Результати у цьому випадку можуть бути подані як у табличній формі, так і у графічній, рис.7 і 8 При використанні пакета FOURIER слід мати на увазі, що час моделювання (SIМULАTION TIМE) повиннен точно відповідати тривалості одного періоду сигналу. У протилежному випадку будуть отримані спотворені результати.

Таблиця 2

Spectrum Software Micro-Cap II

Date 06-18-1996 Time 15;57:ЗЄ

Fourier coefficients of waveform #1

Hаг #	%	Magnitude (Volts)	Angle (Degrees)	Cosine Term	Sine Term
	0.092785 100.000000 0.006087	0.000272 0.292936 0.000018	180.000000 91.340736 95.110344	-0.000272 -0.006854 -0.000002	0.000000 -0.292855 -0.000018
	0.004111 0.003090 0.002470	0.000012 0.000009 0.000007	94.459129 94.318489 94.577225	-0.000001 -0.000001 -0.000001	-0.000012 -0.000009 -0.000007
	0.002058 0.001767 0.001548	0.000006 0.000005 0.000005	95.096367 95.644432 96.177063	-0.000001 -0.000001 -0.000000	-0.000006 -0.000005 -0.000005

Fourier statistics

Total harmonic distortion(%).......................................................................... 0.008908

Ddd harmonic distrotion(%)......................................................................... 0.005111

Even harmonic distortion (%)......................................................................... 0.007296

Sum of harmonics 2...N .................................................................... 0.000062

Sum of harmonics ^2.. 2...N …………………………............................. 0.000000

Square root of sum of harmonicsy^2 2…N ................................................... 0.000026

Sum of odd harmonics 3...N …………………………............................. 0.000024

Sum of odd harmonics^2 3...N ..................................................................... 0.000000

Sumof even harmonics 2...N …………………………............................ 0.000037

Sumof even harmonics^2 2...N …………………………............................ 0.000000

Average AC power of waveform into a 1 ohm load(Watts)………………..... 0.146468

qverage ftC power of waveform into a 50 ohm load(wattsi............................. 0.002929

Average AC power of waveform into a 600 ohm load(watts)..........................0.000244

Average AC power of odd harmonics into a 1 ohm load(watts)……………. 0.000007

Average AС power of even harmonics into a 1 ohm load(Watts)………….... 0.000011

Таблиця 3

Spectrum Software Micro-Cap II

Date 06-18-1996 Time 15:45:25

Fourier coefficients of waveform #0

Наr #	%	Magnitude (volts)	Angle (Degrees)	Cosine Term	Sine Term
	12.352211 100.000000 2.095744	0.034038 0.275566 0.005775	0.000000 102.644608 0.000000	0.034038 -0.060322 0.000610	0.000000 -.268882 0.005743
	1.399797 1.050649 0.840957	0.003857 0.002895 0.002317	0.000000 0.000000 0.000000	0.000351 0.000259 0.000217	0.003841 0.002884 0.002307
	0.701108 0.601201 0.526278	0.001932 0.001657 0.001450	0.000000 0.000000 0.000000	0.000194 0.000180 0.000171	0.001922 0.001647 0.001440

Fourier statistics

Total harmonic distortion(%).......................................................................... 3.048378

Ddd harmonic distrotion(%)......................................................................... 1.740139

Even harmonic distortion (%)......................................................................... 2.502904

Sum of harmonics 2...N .................................................................... 0.019884

Sum of harmonics ^2.. 2...N ……………………………..........................0.000071

Square root of sum of harmonicsy^2 2…N ................................................... 0.008400

Sum of odd harmonics 3...N …………………………............................. 0.007831

Sum of odd harmonics^2 3...N ..................................................................... 0.000023

Sumof even harmonics 2...N …………………………............................ 0.012053

Sumof even harmonics^2 2...N …………………………............................ 0.000048

Average AC power of waveform into a 1 ohm load(Watts)………………..... 0.137847

qverage ftC power of waveform into a 50 ohm load(wattsi............................. 0.002757

Average AC power of waveform into a 600 ohm load(watts)......................... 0.000230

Average AC power of odd harmonics into a 1 ohm load(watts)……………. 0.002398

Average AС power of even harmonics into a 1 ohm load(Watts)…………….0.003449

Рисунок 7

Рисунок 8

2. Контрольні запитання та завдання до практичних занять

2.1.Які обмеження має система Micro-Gap II?

2.2.Як скласти схему пристрою, що аналізується?

2.3.Як працювати з бібліотекою компонентів?

2.4.Як вивести на принтер схему і перелік елементів?

2.5.Які задачі можуть бути розв'язані за допомогою пакетів системи?

2.6.Проаналізуйте параметри моделей уніполярного і біполярного транзисторів, за допомогою пакета DC визначить форму їх характерис­тик та бажане положення робочої точки у підсилювальному каскаді.

2.7.Проведіть розрахунок підсилювального каскаду на уніполярно­му транзисторі та отримайте карту напруг, що відповідає режиму нор­мального функціонування.

2.8.Проведіть розрахунок каскаду на біполярному транзисторі 1 отримайте необхідну карту напруг,

2.9.Дослідіть підсилювальні і частотні властивості розроблених підсилювальних каскадів. Шляхом корекції їх номіналів спробуйте до­сягнути кращих показників.

2.10.За допомогою пакетів TRАNSIENT і FOURIER визначить рівні нелінійних спотворень у розроблених каскадах в режимах "малого" та "великого" сигналів. Зафіксуйте рівні сигналів, що відповідають вказаним режимам.

2.11.За допомогою пакета АC дослідіть схему підсилювача-корек­тора, підсилювача запису (відтворення) магнітофона. Зробіть висновки про відповідність отриманих характеристик вимогам стандартів.

2.12.Дослідіть схему багатосмугового регулятора тембру (еква­лайзера). Визначить його основні показники.

2.13.Дослідіть характеристики активних фільтрів (Бесселя. Баттерворта, Чебишева, Кауера). Зробіть висновки щодо відповідності отри­маних результатів вимогам до цих фільтрів.