Лабораторная работа №2 «Компьютерное моделирование задачи определения сигнала на выходе линейной цепи» Целью работы является компьютерное моделирование пер-вой задачи анализа линейной цепи, заключающейся в определении сигнала на выходе заданной цепи в ответ на заданное воздействие. Важной составляющей работы является осмысление физической сути происходящих в цепи явлений. Вариант 3Дано: Вариант цепи; 4; Номер сигнала: 3; Элемент 1 — 2L; Элемент 2 — 1; Элемент 3 — 0; Элемент 4 — R; Элемент 5 — L; Элемент 6 — 0; Элемент 7 — 1; Элемент 8 — R;

Задание
1. Исследовать частотные и временные свойства заданной линейной цепи, при этом
1.1. Сделать прогноз свойств заданной цепи в частотной и временной областях: к какому из 4-х видов частотных фильтров (параграф11.4 [1]) относится цепь и какова в общих чертах переходная характеристика цепи.
1.2. С помощью пакета MC9 снять АЧХ— K(f) и ФЧХ— φ(f) для заданной цепи при величинах элементов, соответствующих базовой постоянной времени. Частотные характеристики представить в линейных масштабах по осям в панораме по частоте до 1 МГц.
1.3. С помощью пакета MC9 снять переходную характеристику заданной цепи h(t), проверить выполнение предельных со-отношений между АЧХ и переходной характеристикой. Осциллограммы единичной ступеньки и переходной характеристики цепи представить в линейных масштабах по осям в панораме по временной оси до10 τ(10 мкс).
1.4. С помощью пакета MC9 снять импульсную характеристику заданной цепи g(t). При этом в качестве модели дельта функции принять короткий прямоугольный импульс высотой 1 В и длительностью τи<< τ, например τи= 0,05 τ= 50 нс. Осциллограммы единичного импульса и импульсной характеристики цепи представить в линейных масштабах по осям в панораме по временной оси до10 τ(10 мкс).
1.5. Привести объяснение полученных результатов на основе физических представлений о свойствах данной цепи.
2. Описать характер и особенности заданного сигнала, при этом
2.1. Сделать описание временных свойств заданного непериодического сигнала. Выполнить разложение сигнала на простейшие составляющие, записать математическую модель сигнала.
3. С помощью пакета MC9 исследовать сигнал на выходе заданной цепи по следующей программе:
3.1. Отклик цепи(сигнал на выходе цепи) необходимо определить для 4 значений соотношения между постоянной времени цепи τ и длительностью сигнала Т:
T/τ= 0,1; T/τ= 1,0; T/τ= 10; (T/τ= 0,01; T/τ= 100).
Последнее соотношение (в скобках) выбирается в зависимости характера цепи таким образом, чтобы цепь практически не искажала сигнала. При неизменной длительности сигнала Т= 1 мкс величину требуемого соотношения T/τ следует менять, кратно(в 10 раз в ту или иную сторону по отношению к базовой), изменяя величины элементов цепи. При этом рекомендуется располагать опытные данные в порядке увеличения(уменьшения) степени искажения сигнала на выходе цепи, указывая каждый раз на осциллограммах величину соотношения T/τ.
3.2. С помощью пакета MC9 снять осциллограммы сигнала на выходе заданной цепи для4-х значений соотношения между постоянной времени цепи τ и длительностью сигнала Т. При этом каждый раз в качестве результата опыта представлять схему цепи с полными данными входящих в нее элементов и пару осциллограмм— воздействия и отклика. На всех осциллограммах выдерживать единый временной масштаб. Для удобства наблюдения процессов осциллограмму воздействия следует сместить по отношению к нулевому моменту вправо(запаздывание), например на 1 мкс.
3.3. В каждом из вариантов заданных воздействий сигнал раскладывается на ступеньку и линейную функцию с определенным угловым коэффициентом. Отклик на ступеньку(переходная характеристика цепи с базовыми величинами элементов) уже определен. Для лучшего уяснения характера искажений выходного сигнала с помощью пакета MC9 снять осциллограмму отклика заданной базовой цепи на линейную составляющую входного сигнала с учетом величины ее углового коэффициента.
3.4. Привести объяснение полученных результатов на основе физических представлений о свойствах данной цепи и составляющих воздействия.
4. Сделать обобщающие выводы по работе
4.1. Привести лаконичные итоговые выводы об эволюции искажения выходного сигнала в зависимости от соотношения между постоянной времени цепи τ, характеризующей инерционные свойства цепи, и длительностью воздействия Т.

Подробное решение в Word - 13 страниц+8 файлов моделирования MicroCap


MicroCap

Предварительный просмотр