Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик.

Передаточной функцией нагруженного четырехполюсника, называют отношение реакции цепи к воздействию. Если входным воздействием считать напряжение генератора с комплексным действующим значением Uг, а реакцией четырехполюсника на это воздействие - напряжение с комплексным действующим значением U2 или ток с комплексным действующим значением I2, то получаются комплексные передаточные функции общего вида (7.1; 7.2):

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.1)
  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.2)

В частных случаях, когда заданными воздействиями являются напряжение на входных зажимах четырехполюсника или ток, протекающий через эти зажимы, получают следующие четыре разновидности передаточных функций (7.3)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru ; Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru ; Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru ; Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru . (7.3)
где HU – комплексный коэффициент передачи по напряжению;
  HY - комплексный коэффициент передачи по проводимости;
  Hi - комплексный коэффициент передачи по току;
  Hz - комплексный коэффициент передачи по сопротивлению.
       

Можно вычислять передаточные функции в различных режимах работы четырехполюсника (7.4; 7.5):

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.4)
  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.5)

Физическим смыслом передаточной функции является нахождение амплитудно-частотной (АЧХ) и фазово-частотной (ФЧХ) характеристик (7.6).

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.6)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
Модуль комплексной передаточной функции показывает во сколько раз изменилось гармоническое напряжение на входе нагруженного четырехполюсника по сравнению с его значением на входе и называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) (7.7)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.7)

Фазово-частотная характеристика (ФЧХ) определяет сдвиг фаз между гармоническими колебаниями на входе и выходе четырехполюсника (7.8)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.8)

Все выше сказанное так же характерно и для передаточной функции по току (7.9; 7.10)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.9)
  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.10)

Рассчитаем передаточную функцию операторным методом, примем Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.11)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru    

АЧХ найдем из соотно

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
шения (7.12):

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.12)

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) — частотная зависимость разности фаз между выходным и входным сигналами (7.12).

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (7.12)

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
8. Используя одну из прикладных программ (электронная скамья WEWB, MATHCAD или другую) получить графики АЧХ и ФЧХ и внести их в пояснительную записку.

Графики построенные с помощью программы MathCAD приведены на рис. 8.1; 8.2.

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Рис. 8.1 - график АЧХ

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Рис. 8.2 - график ФЧХ

Для проверки правильности построения графика АЧХ рассчитаем передаточную функцию при частоте Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (рис. 8.3) и Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (рис. 8.4).

Рис. 8.3 - схем

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
а четырехполюсника при Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Рис. 8.4 - схема четырехполюсника при Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
9. Определить переходную и импульсную характеристики четырехполюсника, пользуясь классическим и операторным методами.

Переходная характеристика четырехполюсника - это реакция цепи на единичное входное воздействие (9.1 рис. 9.1).

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (9.1)

Рис. 9.1 – переходная характеристика четырехполюсника

Импульсная характеристика четырёхполюсника определяется как реакция на входное воздействие. Импульсная характеристика - это производная от переходной характеристики

Найдем передаточную функцию операторным методом (9.2; 9.3)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (9.2)

Найдем изображение переходной характеристики (9.3)

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru   (9.3)

Н

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
айдем полюсы и нули, используя теорему разложения (9.4)

  Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru (9.4)
  pk-корни полинома F2(p). Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru
       

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru 0,36р

p1 = 0 p2 = -2325,58

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Подставим все найденные значения в формулу переходной характеристики

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Рис. 9.2 - гр

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
афик переходной характеристики

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Проверка:

При t = 0:

Рис. 9.3 - эквивалентная схема четырехполюсника в первый момент времени после коммутации

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

При t = Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru :

Рис. 9.4 - эквивалентная схема четырехполюсника через бесконечно больш

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ой период времени после коммутации

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Импульсная характеристика:

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Рис. 9.5 – график импульсной характеристики

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru 1000

Фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. - student2.ru

Наши рекомендации