Skrót AFC oznacza pasmo przenoszenia. W języku angielskim termin ten brzmi jak „odpowiedź częstotliwościowa”, co dosłownie oznacza „odpowiedź częstotliwościowa”. Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa obwodu pokazuje zależność poziomu na wyjściu tego urządzenia od częstotliwości przesyłanego sygnału przy stałej amplitudzie sygnału sinusoidalnego na wejściu tego urządzenia. Pasmo przenoszenia można określić analitycznie za pomocą wzorów lub eksperymentalnie. Każde urządzenie jest przeznaczone do przesyłania (lub wzmacniania) sygnałów elektrycznych. Pasmo przenoszenia urządzenia jest określone przez zależność przełożenie(lub wzmocnienie) na częstotliwości.

Współczynnik transferu

Co to jest współczynnik transferu? Współczynnik transferu jest stosunkiem wyjścia obwodu do napięcia na jego wejściu. Lub formuła:

gdzie

jesteś na zewnątrz- napięcie na wyjściu obwodu

U w- napięcie na wejściu obwodu

W urządzeniach wzmacniających współczynnik przenikania jest większy niż jedność. Jeżeli urządzenie wprowadza tłumienie przesyłanego sygnału, to wzmocnienie jest mniejsze niż jeden.

Współczynnik przenikania można wyrazić w postaci:

W programie Proteus budujemy odpowiedź częstotliwościową obwodu RC

Aby dokładnie zrozumieć, jakie jest pasmo przenoszenia, spójrzmy na poniższy rysunek.

Mamy więc „czarną skrzynkę”, na wejście której podamy sygnał sinusoidalny, a na wyjściu czarnej skrzynki sygnał usuniemy. Warunek musi być spełniony: trzeba zmienić częstotliwość wejściowego sygnału sinusoidalnego, ale jego amplituda musi być stały.

Co powinniśmy zrobić dalej? Konieczne jest zmierzenie amplitudy sygnału na wyjściu za czarną skrzynką przy interesujących nas wartościach częstotliwości sygnału wejściowego. Oznacza to, że musimy zmienić częstotliwość sygnału wejściowego z 0 herców (DC) na jakąś końcową wartość, która spełni nasze cele, i zobaczyć, jaka będzie amplituda sygnału na wyjściu przy odpowiednich wartościach wejściowych.

Spójrzmy na to wszystko na przykładzie. Niech w czarnej skrzynce mamy najprostszą o znanych już nominałach elementów radiowych.

Jak powiedziałem, pasmo przenoszenia można zbudować eksperymentalnie, a także za pomocą programów symulacyjnych. Moim zdaniem najprostszym i najpotężniejszym symulatorem dla początkujących jest Proteus. Zacznijmy od niego.

Montujemy ten schemat w polu roboczym programu Proteus

W celu podania sygnału sinusoidalnego na wejście układu klikamy przycisk „Generatory”, wybieramy SINE, a następnie podłączamy go do wejścia naszego układu.

Aby zmierzyć sygnał wyjściowy wystarczy kliknąć ikonę z literą „V” i podłączyć wyskakującą ikonę do wyjścia naszego układu:

Ze względów estetycznych zmieniłem już nazwę wejścia i wyjścia na sin i out. Powinno się okazać coś takiego:

Cóż, połowa pracy jest już wykonana.

Teraz pozostaje dodać ważne narzędzie. Nazywa się to „odpowiedzią częstotliwościową”, jak powiedziałem, w dosłownym tłumaczeniu z angielskiego – „odpowiedź częstotliwościowa”. Aby to zrobić, naciśnij przycisk „Wykres” i wybierz z listy „częstotliwość”

Na ekranie pojawi się coś takiego:

Dwukrotnie klikamy LPM i otwiera się takie okno, w którym jako sygnał wejściowy wybieramy nasz generator sinusoidalny (sin), który teraz ustawia częstotliwość na wejściu.

Tutaj wybieramy zakres częstotliwości, który „przeprowadzimy” na wejście naszego obwodu. W tym przypadku zakres ten wynosi od 1 Hz do 1 MHz. Podczas ustawiania częstotliwości startowej na 0 Hz Proteus zgłasza błąd. Dlatego ustaw początkową częstotliwość bliską zeru.

i w efekcie powinno pojawić się okno z naszym wyjściem

Naciśnij spację i ciesz się wynikiem

Więc jakie ciekawe rzeczy można znaleźć, jeśli spojrzymy na naszą charakterystykę częstotliwościową? Jak widać, amplituda na wyjściu obwodu spada wraz ze wzrostem częstotliwości. Oznacza to, że nasz obwód RC jest rodzajem filtra częstotliwości. Taki filtr przepuszcza niskie częstotliwości, w naszym przypadku do 100 Hz, a następnie wraz ze wzrostem częstotliwości zaczyna je „miażdżyć”. A im wyższa częstotliwość, tym bardziej tłumi amplitudę sygnału wyjściowego. Dlatego w tym przypadku nasz obwód RC jest najprostszy f iltrom n Cienki h częstotliwość (LPF).

Pasmo

Wśród radioamatorów i nie tylko istnieje również takie określenie jak. Pasmo- jest to zakres częstotliwości, w którym odpowiedź częstotliwościowa obwodu lub urządzenia radiowego jest wystarczająco jednorodna, aby zapewnić transmisję sygnału bez znaczących zniekształceń jego kształtu.

Jak określić przepustowość? To całkiem proste. Wystarczy znaleźć poziom -3 dB od maksymalnej wartości charakterystyki częstotliwościowej na wykresie charakterystyki częstotliwościowej i znaleźć punkt przecięcia prostej z wykresem. W naszym przypadku można to zrobić łatwiej niż rzepa gotowana na parze. Wystarczy rozwinąć nasz wykres do pełnego ekranu i użyć wbudowanego znacznika, aby zobaczyć częstotliwość na poziomie -3 dB w punkcie przecięcia z naszym wykresem odpowiedzi częstotliwościowej. Jak widać, jest to 159 Hz.

Nazywa się częstotliwość uzyskaną przy -3 dB częstotliwość odcięcia. W przypadku obwodu RC można go znaleźć za pomocą wzoru:

W naszym przypadku obliczona częstotliwość okazała się wynosić 159,2 Hz, co potwierdza również Proteus.

Kto nie chce zadzierać z decybelami, to można narysować linię na poziomie 0,707 od maksymalnej amplitudy sygnału wyjściowego i obejrzeć przecięcie z wykresem. W tym przykładzie dla jasności przyjąłem maksymalną amplitudę jako poziom 100%.

Jak w praktyce zbudować pasmo przenoszenia?

Jak w praktyce zbudować pasmo przenoszenia, mając w swoim arsenale i?

Więc chodźmy. Nasz łańcuch zbieramy w prawdziwym życiu:

Cóż, teraz podłączamy generator częstotliwości do wejścia obwodu i za pomocą oscyloskopu monitorujemy amplitudę sygnału wyjściowego, a także monitorujemy amplitudę sygnału wejściowego, aby mieć pewność, że sinus o stałej amplitudzie podawany jest na wejście obwodu RC.

Aby przeprowadzić eksperymentalne badanie odpowiedzi częstotliwościowej, musimy złożyć prostą shemkę:

Naszym zadaniem jest zmiana częstotliwości generatora i już obserwowanie, co pokaże oscyloskop na wyjściu układu. Przeprowadzimy nasz obwód przez częstotliwości, zaczynając od najmniejszych. Jak powiedziałem, żółty kanał służy do wizualnej kontroli, że uczciwie przeprowadzamy eksperyment.

Prąd stały przechodzący przez ten obwód poda wartość amplitudy sygnału wejściowego na wyjściu, więc pierwszy punkt będzie miał współrzędne (0; 4), ponieważ amplituda naszego sygnału wejściowego wynosi 4 wolty.

Na oscylogramie patrzymy na następującą wartość:

Częstotliwość 15 Hz, amplituda wyjściowa 4 V. Tak więc drugi punkt (15;4)

Trzeci punkt (72;3.6). Zwróć uwagę na amplitudę czerwonego sygnału wyjściowego. Zaczyna opadać.

Czwarty punkt (109;3,2)

Piąty punkt (159;2,8)

Szósty punkt (201;2.4)

Siódmy punkt (273;2)

Ósmy punkt (361; 1,6)

Punkt dziewiąty (542;1,2)

Dziesiąty punkt (900;0,8)

Cóż, ostatni jedenasty punkt (1907; 0,4)

W wyniku pomiarów otrzymaliśmy tabliczkę:

Budujemy wykres zgodnie z uzyskanymi wartościami i uzyskujemy naszą eksperymentalną odpowiedź częstotliwościową ;-)

Okazało się, że nie tak jak w literaturze technicznej. Jest to zrozumiałe, ponieważ X jest brane w skali logarytmicznej, a nie liniowej, jak na moim wykresie. Jak widać, amplituda sygnału wyjściowego będzie się zmniejszać wraz ze wzrostem częstotliwości. Aby jeszcze dokładniej zbudować nasze pasmo przenoszenia, musimy wziąć jak najwięcej punktów.

Wróćmy do tego przebiegu:

Tutaj, przy częstotliwości odcięcia, amplituda sygnału wyjściowego okazała się dokładnie 2,8 V, czyli dokładnie na poziomie 0,707. W naszym przypadku 100% to 4 wolty. 4x0,0707 \u003d 2,82 wolta.

filtr pasmowy

Są też układy, których pasmo przenoszenia przypomina wzgórze lub dół. Spójrzmy na jeden z przykładów. Rozważymy tak zwany filtr pasmowoprzepustowy, którego pasmo przenoszenia ma postać wzniesienia.

Sam schemat:

A oto jej pasmo przenoszenia:

Cechą takich filtrów jest to, że mają dwie częstotliwości odcięcia. Są one również wyznaczane na poziomie -3dB lub na poziomie 0,707 maksymalnej wartości współczynnika przenoszenia, a dokładniej Kumax /√2.

Ponieważ niewygodne jest patrzenie na wykres w dB, przeniosę go w tryb liniowy wzdłuż osi Y, usuwając znacznik

W wyniku przebudowy uzyskano następujące pasmo przenoszenia:

Maksymalna wartość na wyjściu wynosiła 498 mV przy amplitudzie sygnału wejściowego 10 woltów. Mdya, dobry „wzmacniacz”) Znajdujemy więc wartość częstotliwości na poziomie 0,707x498 = 352mV. Rezultatem są dwie częstotliwości odcięcia - częstotliwość 786 Hz i 320 kHz. Dlatego przepustowość tego filtra wynosi od 786Hz do 320KHz.

W praktyce, aby uzyskać odpowiedź częstotliwościową, do badania odpowiedzi częstotliwościowej wykorzystuje się urządzenia zwane charakterografami. Tak wygląda jedna z próbek Związku Radzieckiego

PFC oznacza odpowiedź fazowo-częstotliwościową, odpowiedź fazową - odpowiedź fazową. Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa to zależność przesunięcia fazowego między sygnałami sinusoidalnymi na wejściu i wyjściu urządzenia od częstotliwości drgań wejściowych.

Różnica w fazach

Myślę, że nie raz słyszałeś takie wyrażenie jak „miał przesunięcie fazowe”. To wyrażenie weszło do naszego słownika nie tak dawno temu i oznacza, że ​​dana osoba lekko poruszyła swój umysł. Oznacza to, że wszystko było w porządku, a potem znowu! I wszystkie :-). A w elektronice tak się często dzieje) Różnica między fazami sygnałów w elektronice nazywa się różnica w fazach. Wydaje się, że „prowadzi” jakiś sygnał na wejście, a sygnał wyjściowy bez powodu wziął i przesunął się w czasie względem sygnału wejściowego.

Aby wyznaczyć różnicę faz, musi być spełniony warunek: częstotliwości sygnału muszą być równe. Niech chociaż jeden sygnał będzie miał amplitudę w kilowoltach, a drugi w miliwoltach. Bez znaczenia! Gdyby tylko zaobserwowano równość częstotliwości. Gdyby warunek równości nie był spełniony, przesunięcie fazowe między sygnałami zmieniałoby się cały czas.

Do określenia przesunięcia fazowego wykorzystywany jest dwukanałowy oscyloskop. Różnica faz jest najczęściej oznaczana literą φ i na oscylogramie wygląda mniej więcej tak:

Budowanie PFC obwodu RC w Proteus

Dla naszego badanego obwodu

Aby wyświetlić go w Proteusie, ponownie otwieramy funkcję „odpowiedź częstotliwościowa”

Wybieramy również nasz generator

Nie zapomnij wyznaczyć testowanego zakresu częstotliwości:

Nie zastanawiając się długo, wybieramy w pierwszym oknie wyjście na zewnątrz

A teraz główna różnica: w kolumnie „Oś” umieść znacznik na „Prawo”

Naciśnij spację i voila!

Można rozszerzyć do pełnego ekranu

W razie potrzeby te dwie cechy można połączyć na jednym wykresie.

Zwróć uwagę, że przy częstotliwości odcięcia przesunięcie fazowe między sygnałem wejściowym i wyjściowym wynosi 45 stopni lub w n/4 radianach (kliknij, aby powiększyć)

W tym eksperymencie, przy częstotliwości większej niż 100 kHz, różnica faz osiąga wartość 90 stopni (w radianach π/2) i już się nie zmienia.

Budujemy PFC w praktyce

W praktyce PFC można mierzyć w taki sam sposób, jak pasmo przenoszenia, po prostu obserwując różnicę faz i zapisując odczyty na płytce. W tym eksperymencie po prostu upewnimy się, że przy częstotliwości odcięcia rzeczywiście mamy różnicę faz między sygnałem wejściowym i wyjściowym, która wyniesie 45 stopni lub π/4 w radianach.

Tak więc otrzymałem ten przebieg o częstotliwości odcięcia 159,2 Hz

Musimy znać różnicę faz między tymi dwoma sygnałami

Cały okres to 2p, więc połowa okresu to π. Mamy około 15,5 działek na pół cyklu. Pomiędzy dwoma sygnałami różnica wynosi 4 działki. Wykonujemy proporcję:

Stąd x = 0,258p, czyli prawie 1/4p. Dlatego różnica faz między tymi dwoma sygnałami jest równa n/4, co prawie dokładnie pokrywa się z wartościami obliczonymi w Proteusie.

Streszczenie

Pasmo przenoszenia Obwód pokazuje zależność poziomu na wyjściu tego urządzenia od częstotliwości przesyłanego sygnału przy stałej amplitudzie sygnału sinusoidalnego na wejściu tego urządzenia.

Odpowiedź fazowa to zależność przesunięcia fazowego między sygnałami sinusoidalnymi na wejściu i wyjściu urządzenia od częstotliwości drgań wejściowych.

Współczynnik transferu jest stosunkiem wyjścia obwodu do napięcia na jego wejściu. Jeśli współczynnik przenoszenia jest większy niż jeden, obwód elektryczny wzmacnia sygnał wejściowy, jeśli jest mniejszy niż jeden, to słabnie.

Pasmo- jest to zakres częstotliwości, w którym odpowiedź częstotliwościowa obwodu lub urządzenia radiowego jest wystarczająco jednorodna, aby zapewnić transmisję sygnału bez znaczących zniekształceń jego kształtu. Określa go poziom 0,707 od maksymalnej wartości odpowiedzi częstotliwościowej.

Kolejnym ważnym parametrem urządzenia elektronicznego jest jego pasmo przenoszenia. Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa to zależność współczynnika transmisji urządzenia radioelektronicznego od częstotliwości.

Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa jest jednym z głównych parametrów jakościowych sprzętu radioelektronicznego. Przybliżony widok charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Odpowiedź częstotliwościowa

Odpowiedź częstotliwościowa urządzenia jest określana w odniesieniu do jego częstotliwości środkowej. W przypadku wzmacniaczy częstotliwości dźwięku częstotliwość środkowa wynosi 1 kHz (800 Hz w sieciach telefonicznych). Rysunek 1 pokazuje, jak górną i dolną granicę pasma przepustowego jednostki elektronicznej (wzmacniacza lub filtra) można określić na podstawie wykresu odpowiedzi częstotliwościowej. Zazwyczaj granice szerokości pasma są określone na poziomie 3 dB (0,707 od częstotliwości środkowej). Nierówność można jednak ustawić inaczej, np. 0,1 dB.

W przypadku wzmacniaczy RF częstotliwość środkowa jest definiowana jako średnia geometryczna częstotliwości górnego i dolnego pasma. Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa pozwala ocenić nierównomierność wzmocnienia w zależności od częstotliwości.

Podczas oceny niejednorodności współczynnika transmisji w paśmie charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej parametr ten może się nieznacznie różnić. W tym samym czasie, poza pasmem przepustowym, w paśmie zaporowym, wzmocnienie może zmieniać się setki lub tysiące razy. Wizualnie ta zmiana odpowiedzi częstotliwościowej jest trudna do oceny, ponieważ wartości mniejsze niż jedna dziesiąta wartości maksymalnej będą nieodróżnialne na wykresie odpowiedzi częstotliwościowej. W takim przypadku wzmocnienie lub wzmocnienie jest szacowane w skali logarytmicznej. W tym celu zysk jest wyrażony w decybelach:

Równie ważne jest to, że w przypadku wzmacniaczy szerokopasmowych, które obejmują wzmacniacze częstotliwości audio, region niskiej częstotliwości i region wysokiej częstotliwości muszą być analizowane oddzielnie. Aby móc wyświetlić zarówno obszar niskiej częstotliwości (dziesiątki herców), jak i obszar wysokiej częstotliwości (dziesiątki kiloherców) na jednym wykresie, oś częstotliwości jest wyskalowana w skali logarytmicznej. Przykład odpowiedzi częstotliwościowej wykreślonej w skali logarytmicznej pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2. Odpowiedź częstotliwościowa z podziałką logarytmiczną osi częstotliwości

Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa jest najczęściej budowana na wartościach mierzonych za pomocą generatora i elektronicznego woltomierza lub oscyloskopu, rzadziej stosuje się specjalistyczne urządzenie - krzywą charakterystyczną lub miernik odpowiedzi częstotliwościowej. Obecnie takie urządzenie coraz częściej wdrażane jest w oparciu o komputer osobisty lub laptop. Schemat blokowy pomiaru charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej przedstawiono na rysunku 3.

Rysunek 3. Schemat strukturalny pomiaru charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej

W śledzeniu krzywej zastosowano generator omiatania częstotliwości (generator przemiatania), którego granice zmiany częstotliwości odpowiadają szerokości charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej. Ekran oscyloskopu służy do wyświetlania odpowiedzi częstotliwościowej. Obecnie jest to zwykle wyświetlacz ciekłokrystaliczny. Schemat blokowy podłączenia wskaźnika krzywej do badanego zespołu radioelektronicznego (wzmacniacza) pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4. Schemat strukturalny pomiaru charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej za pomocą krzywkowego znacznika

Czas pomiaru charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej tą metodą jej pomiaru może być znaczny. Wynika to z faktu, że przy szybkiej zmianie częstotliwości wejściowej odpowiedź na wyjściu jednostki elektronicznej powinna przybierać stałą wartość. W przeciwnym razie kształt pasma przenoszenia może być zniekształcony.

W niektórych przypadkach stosowana jest inna metoda określania charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej. Na wejście mierzonego urządzenia podawany jest krótki impuls o charakterystyce zbliżonej do impulsu delta. Na wyjściu powstaje impuls odpowiadający odpowiedzi impulsowej badanego bloku. Jest digitalizowany i obliczana jest szybka transformata Fouriera. W rezultacie wyjście jest krzywą odpowiadającą charakterystyce amplitudowo-częstotliwościowej. Jest wyświetlany na ekranie monitora komputera. Takie podejście może znacznie skrócić czas analizy i obniżyć koszty sprzętu pomiarowego.

Data ostatniej aktualizacji pliku 10.12.2013

Literatura:

Wraz z artykułem „Odpowiedź amplitudowo-częstotliwościowa” czytają:

Zakłócenia różnią się od hałasu tym, że wnikają do urządzenia elektronicznego z zewnątrz. Hałasy generowane są wewnątrz urządzenia elektronicznego...
http://strona internetowa/Sxemoteh/Shum/

http://witryna/Sxemoteh/LinPar/

http://site/Sxemoteh/NelinPar/

Jednym z najważniejszych parametrów radioelektronicznego urządzenia jest jego charakterystyka amplitudowa.
http://strona internetowa/Sxemoteh/LinPar/AmplHar/

1. Pasmo przenoszenia amplitudy (AFC)
   ​

   Pasmo przenoszenia - (skrócona charakterystyka częstotliwościowa, w języku angielskim - charakterystyka częstotliwościowa) - zależność amplitudy wahania (głośność) na wyjściu z częstotliwości odtworzony sygnał harmoniczny.

   Termin " Pasmo przenoszenia” dotyczy tylko dla urządzeń przetwarzających sygnał i czujników- tj. dla urządzeń, przez które przechodzi sygnał. Mówiąc o urządzeniach przeznaczonych do generowania sygnałów (generator, instrumenty muzyczne itp.), bardziej słuszne jest użycie terminu „zakres częstotliwości”.

   Zacznijmy od daleka.

   Dźwięk to szczególny rodzaj drgań mechanicznych ośrodka elastycznego, który może powodować wrażenia słuchowe.

   Podstawą procesów tworzenia, propagacji i percepcji dźwięku są drgania mechaniczne ciał sprężystych:
   - tworzenie dźwięku - determinują drgania strun, płyt, membran, kolumn powietrznych i innych elementów instrumentów muzycznych, a także membran głośników i innych elastycznych korpusów;
   - rozchodzenie się dźwięku - zależy od drgań mechanicznych cząstek medium (powietrza, wody, drewna, metalu itp.);
   - percepcja dźwięku - zaczyna się od drgań mechanicznych błony bębenkowej w aparacie słuchowym, a dopiero potem następuje złożony proces przetwarzania informacji w różnych częściach układu słuchowego.

   Dlatego, aby zrozumieć naturę dźwięku, musimy najpierw wziąć pod uwagę wibracje mechaniczne.
   wahania zwane powtarzającymi się procesami zmiany dowolnych parametrów systemu (na przykład zmiany temperatury, bicie serca, ruch księżyca itp.).
   Wibracje mechaniczne- są to powtarzalne ruchy różnych ciał (obrót Ziemi i planet, drgania wahadeł, kamertonów, strun itp.).
   Drgania mechaniczne to przede wszystkim ruchy ciał. Mechaniczny ruch ciała nazywany jest „zmianą jego położenia w czasie w stosunku do innych ciał”.

   Wszystkie ruchy są opisane za pomocą pojęć takich jak przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie.

   Stronniczość- jest to droga (dystans) pokonywana przez ciało podczas ruchu od pewnego punktu odniesienia. Każdy ruch ciała można opisać jako zmianę jego położenia w czasie (t) iw przestrzeni (x, y, z). Graficznie można to przedstawić (na przykład dla ciał przemieszczonych w jednym kierunku) jako linię na płaszczyźnie x(t) - w dwuwymiarowym układzie współrzędnych. Przemieszczenie mierzone jest w metrach (m).

   Jeżeli w każdym takim samym okresie ciało jest przemieszczane o równy odcinek toru, to jest to ruch jednostajny. Ruch jednostajny to ruch ze stałą prędkością.

   Prędkość jest ścieżką przebytą przez ciało w jednostce czasu.
   Definiuje się ją jako „stosunek długości trasy do przedziału czasu, w którym ta trasa została przebyta”
   Prędkość jest mierzona w metrach na sekundę (m/s).
   Jeżeli przemieszczenie ciała w równych odstępach czasu nie jest takie samo, wtedy ciało wykonuje nierówny ruch. Jednocześnie jego prędkość cały czas się zmienia, tj. ruch ten ma zmienną prędkość.

   Przyśpieszenie jest stosunkiem zmiany prędkości do przedziału czasu, w którym nastąpiła ta zmiana.

   Jeśli ciało porusza się ze stałą prędkością, przyspieszenie wynosi zero. Jeżeli prędkość zmienia się równomiernie (ruch przyspieszony jednostajnie), to przyspieszenie jest stałe: a = const. Jeżeli prędkość zmienia się nierównomiernie, wówczas przyspieszenie definiuje się jako pierwsza pochodna prędkości (lub druga pochodna przemieszczenia): a = dv I dt = drx I dt2.
   Przyspieszenie jest mierzone w metrach na sekundę do kwadratu (m/s2).

   Drgania harmoniczne proste (amplituda, częstotliwość, faza).
   ​

   Aby ruch był oscylacyjny (tj. powtarzalny), na ciało musi działać siła przywracająca skierowana w kierunku przeciwnym do przemieszczenia (musi cofać ciało). Jeżeli wielkość tej siły jest proporcjonalna do przemieszczenia i skierowana w przeciwnym kierunku, tj. F = - kx, to pod wpływem takiej siły ciało wykonuje powtarzalne ruchy, powracając w regularnych odstępach do położenia równowagi. Ten ruch ciała nazywa się prostymi drganiami harmonicznymi. Ten rodzaj ruchu leży u podstaw tworzenia złożonych dźwięków muzycznych, ponieważ to struny, membrany, płyty rezonansowe instrumentów muzycznych wibrują pod działaniem sprężystych sił przywracających.

   Przykładem prostych drgań harmonicznych jest drganie masy (obciążenia) na sprężynie.

   Amplituda oscylacji (A) to maksymalne przemieszczenie ciała z położenia równowagi (przy stałych drganiach jest ono stałe).

   Okres oscylacji (T) to najkrótszy czas, po którym oscylacje się powtarzają. Na przykład, jeśli wahadło przechodzi przez pełny cykl oscylacji (w jednym i drugim kierunku) w 0,01 s, to jego okres oscylacji jest równy tej wartości: T = 0,01 s. W przypadku oscylacji prostej harmonicznej okres nie zależy od amplitudy oscylacji.

   Częstotliwość oscylacji (f) zależy od liczby oscylacji (cykli) na sekundę. Jego jednostką miary jest jedna oscylacja na sekundę i nazywa się herc (Hz).
   Częstotliwość oscylacji jest odwrotnością okresu: f= 1/T.

   w- częstotliwość kątowa (kołowa). Częstotliwość kątowa jest powiązana z częstotliwością oscylacji wzorem co = 2Pf, gdzie liczba P = 3,14. Jest mierzony w radianach na sekundę (rad/s). Na przykład, jeśli częstotliwość f = 100 Hz, to co = 628 rad/s.

   f0 - faza początkowa. Faza początkowa określa pozycję ciała, od której rozpoczęła się oscylacja. Jest mierzony w stopniach.
   Na przykład, jeśli wahadło zaczęło oscylować od położenia równowagi, to jego początkowa faza jest równa zeru. Jeśli wahadło zostanie najpierw odchylone w prawo, a następnie pchnięte, zacznie oscylować z początkową fazą 90°. Jeśli dwa wahadła (lub dwie struny, membrany itp.) rozpoczynają swoje drgania z opóźnieniem, powstaje między nimi przesunięcie fazowe

   Jeżeli opóźnienie jest równe jednej czwartej okresu, to przesunięcie fazowe wynosi 90 °, jeśli połowa okresu wynosi -180 °, trzy czwarte okresu - 270 °, jeden okres - 360 °.

   W momencie przekroczenia pozycji równowagi ciało ma maksymalną prędkość iw tych momentach energia kinetyczna jest maksymalna, a energia potencjalna zero. Gdyby ta suma była zawsze stała, to każde ciało wytrącone z równowagi oscylowałoby w nieskończoność, powstałaby „maszyna perpetuum mobile”. Jednak w rzeczywistym środowisku część energii jest zużywana na pokonanie tarcia w powietrzu, tarcia w podporach itp. (na przykład wahadło w lepkim ośrodku oscyluje przez bardzo krótki czas), więc amplituda drgań maleje i stopniowo korpus (struna, wahadło, kamerton) zatrzymuje się – drgania są tłumione.
   Oscylacje tłumione można przedstawić graficznie jako oscylacje o stopniowo zmniejszającej się amplitudzie.

   W elektroakustyce, inżynierii radiowej i akustyce muzycznej wielkość zwana współczynnik jakości systemy - Q.​

   współczynnik jakości(Q) definiuje się jako odwrotność współczynnika tłumienia:

   tj. im niższy współczynnik jakości, tym szybciej zanikają oscylacje.
   

   Drgania swobodne złożonych układów. Widmo
   ​

   Opisane powyżej układy oscylacyjne, takie jak wahadło czy obciążenie sprężyny, charakteryzują się tym, że mają jedną masę (ciężar) i jedną sztywność (sprężyny lub gwinty) i poruszają się (wibrują) w jednym kierunku. Takie systemy nazywane są systemami o jednym stopniu swobody.
   Rzeczywiste ciała oscylujące (struny, płytki, membrany itp.), które wytwarzają dźwięk w instrumentach muzycznych, są znacznie bardziej złożonymi urządzeniami.
   

   Rozważ oscylacje układów o dwóch stopniach swobody, składających się z dwóch mas na sprężynach.

   Kiedy struna jest rzeczywiście wzbudzona, zwykle wzbudza się w niej kilka pierwszych częstotliwości własnych, amplitudy drgań przy innych częstotliwościach są bardzo małe i nie wpływają znacząco na ogólny kształt drgań.
   ​

   
   ​

   Zbiór częstotliwości drgań własnych i amplitud drgań wzbudzanych w danym ciele pod wpływem siły zewnętrznej (uderzenie, uszczypnięcie, ukłon itp.) to tzw. widmo amplitudy .
   Jeśli prezentowany jest zestaw faz oscylacji przy tych częstotliwościach, to takie widmo nazywa się widmem fazowym.
   Przykładową formę drgań struny skrzypcowej wzbudzanej smyczkiem i jej widmo pokazano na rysunku.

   Główne terminy używane do opisu widma ciała oscylacyjnego są następujące:
   pierwsza podstawowa (najniższa) częstotliwość drgań własnych nosi nazwę Podstawowa częstotliwość(Czasem nazywany Podstawowa częstotliwość).
   Wszystkie częstotliwości naturalne powyżej pierwszej są nazywane podteksty, na przykład na rysunku częstotliwość podstawowa wynosi 100 Hz, pierwszy alikwot to 110 Hz, drugi alikwot to 180 Hz itd. Alikwoty, których częstotliwości są w stosunkach całkowitych z częstotliwością podstawową, są nazywane harmonia(w tym przypadku częstotliwość podstawowa nazywa się pierwsza harmoniczna). Na przykład na rysunku trzeci wydźwięk jest drugą harmoniczną, ponieważ jej częstotliwość wynosi 200 Hz, czyli jest powiązany z częstotliwością podstawową w proporcji 2:1.

   Ciąg dalszy nastąpi... .
   Na pytanie: „Dlaczego tak daleko?”. Od razu odpowiem. Że wykres odpowiedzi częstotliwościowej nie jest tak prosty, jak wielu się wydaje. Najważniejsze jest, aby zrozumieć, jak powstaje i co nam powie.

2. Tak się złożyło, że przeciętne ludzkie ucho rozróżnia sygnały w zakresie od 20 do 20 000 Hz (czyli 20 kHz). Ten dość solidny zakres z kolei dzieli się zwykle na 10 oktaw (można go podzielić na dowolną inną liczbę, ale 10 jest akceptowane).
   Ogólnie oktawa to zakres częstotliwości, którego granice są obliczane przez podwojenie lub zmniejszenie częstotliwości o połowę. Dolną granicę następnej oktawy uzyskuje się przez podwojenie dolnej granicy poprzedniej oktawy.
   Właściwie, po co ci znajomość oktaw? Jest to konieczne, aby powstrzymać zamieszanie wokół tego, co należy nazwać niższym, średnim czy jakimś innym basem i tym podobne. Ogólnie przyjęty zestaw oktaw jednoznacznie określa, kto jest kim z dokładnością do herca.

   Ostatni wiersz nie jest numerowany. Wynika to z faktu, że nie jest on zawarty w standardowych dziesięciu oktawach. Zwróć uwagę na kolumnę „Nazwa 2”. Zawiera nazwy oktaw wyróżnianych przez muzyków. Ci „dziwni” ludzie nie mają pojęcia o głębokim basie, ale jest jedna oktawa wyżej – od 20480 Hz. Dlatego taka rozbieżność w numeracji i nazwach.

   Teraz możemy bardziej szczegółowo omówić zakres częstotliwości systemów akustycznych. Powinniśmy zacząć od złych wiadomości: w akustyce multimediów nie ma głębokiego basu. Zdecydowana większość melomanów na poziomie -3 dB po prostu nigdy nie słyszała 20 Hz. A teraz wiadomość jest przyjemna i nieoczekiwana. W rzeczywistym sygnale takich częstotliwości też nie ma (z pewnymi wyjątkami, oczywiście). Wyjątkiem jest np. nagranie z płyty sędziowskiej zawodów IASCA. Piosenka nazywa się „Wiking”. Tam nawet 10 Hz jest rejestrowane z przyzwoitą amplitudą. Ten utwór został nagrany w specjalnym pomieszczeniu na ogromnych organach. System, w którym zagrają Wikingowie, sędziowie obwieszeni nagrodami, niczym choinka z zabawkami. A przy prawdziwym sygnale wszystko jest prostsze: bęben basowy - od 40 Hz. Mocne chińskie bębny - również od 40 Hz (jest jednak wśród nich jeden mega-bęben. Więc zaczyna grać od 30 Hz). Kontrabas na żywo - generalnie od 60 Hz. Jak widać, nie ma tutaj mowy o 20 Hz. Dlatego nie można się denerwować brakiem tak niskich składników. Nie są potrzebne do słuchania prawdziwej muzyki.​

   Oto kolejna dość pouczająca strona, na której można wizualnie (za pomocą myszy), bardziej szczegółowo zobaczyć ten znak

   Znając alfabet oktaw i muzyki, możesz zacząć rozumieć pasmo przenoszenia.
   AFC (odpowiedź częstotliwościowa) – zależność amplitudy drgań na wyjściu urządzenia od częstotliwości wejściowego sygnału harmonicznego. Oznacza to, że system jest zasilany sygnałem na wejściu, którego poziom jest przyjmowany jako 0 dB. Z tego sygnału kolumny ze ścieżką wzmacniającą robią, co mogą. Okazuje się, że zwykle nie mają linii prostej na poziomie 0 dB, ale w pewnym sensie linię przerywaną. Swoją drogą najciekawsze jest to, że wszyscy (od amatorów po producentów audio) dążą do idealnie płaskiego pasma przenoszenia, ale boją się „aspirować”.
   Właściwie, jaki jest pożytek z pasma przenoszenia i dlaczego próbują mierzyć tę krzywą z godną pozazdroszczenia stałością? Faktem jest, że można go wykorzystać do ustalenia rzeczywistych, a nie szeptanych przez „złego ducha marketingu” producentowi, granic zakresu częstotliwości. Zwyczajowo wskazuje się, przy jakim spadku sygnału częstotliwości odcięcia są nadal odtwarzane. Jeśli nie określono, zakłada się, że przyjęto normę -3 dB. Na tym polega sztuczka. Wystarczy nie wskazywać, przy jakim spadku przyjęto wartości granicy, a absolutnie uczciwie można wskazać przynajmniej 20 Hz - 20 kHz, chociaż rzeczywiście te 20 Hz są osiągalne przy poziomie sygnału, który jest bardzo różni się od przepisanego -3.
   Również korzyść z odpowiedzi częstotliwościowej wyraża się w tym, że choć w przybliżeniu, możliwe jest zrozumienie, jakie problemy będzie miał wybrany system. I system jako całość. Pasmo przenoszenia cierpi na wszystkie elementy traktu. Aby zrozumieć, jak system będzie brzmiał zgodnie z harmonogramem, musisz znać elementy psychoakustyki. Krótko mówiąc, sytuacja wygląda następująco: osoba mówi na średnich częstotliwościach. Dlatego postrzega je najlepiej. A na odpowiednich oktawach wykres powinien być jak najbardziej wyrównany, ponieważ zniekształcenia w tym obszarze wywierają duży nacisk na uszy. Niepożądane jest również posiadanie wysokich, wąskich szczytów. Ogólna zasada jest taka, że ​​szczyty są słyszalne lepiej niż doliny, a ostry szczyt jest słyszalny lepiej niż płaski.

   Na skali odciętej (niebieski) są częstotliwości w hercach (Hz)​

   Na skali rzędnych (czerwony) to poziom czułości (dB)​

   Zielony - samo pasmo przenoszenia

   Podczas pomiaru odpowiedzi częstotliwościowej jako sygnał testowy nie jest używana fala sinusoidalna, ale specjalny sygnał zwany „szumem różowym”.
   różowy szum to pseudolosowy sygnał szerokopasmowy, w którym całkowita moc na wszystkich częstotliwościach w dowolnej oktawie jest równa całkowitej mocy na wszystkich częstotliwościach w dowolnej innej oktawie. Brzmi jak wodospad.

   Głośniki to urządzenia kierunkowe, tj. skupiają emitowany dźwięk w określonym kierunku. W miarę oddalania się od głównej osi głośnika poziom dźwięku może spadać, a jego pasmo przenoszenia staje się mniej liniowe.
   Tom

   Często terminy „głośność” i „poziom ciśnienia akustycznego” są używane zamiennie, ale jest to niepoprawne, ponieważ termin „głośność” ma swoje specyficzne znaczenie. Poziom ciśnienia akustycznego w dB określa się za pomocą mierników poziomu dźwięku.

   Krzywe równej głośności i tła

   Czy słuchacze będą odbierać sygnały przypominające szum lub fale sinusoidalne o liniowej charakterystyce częstotliwościowej w całym zakresie częstotliwości dźwięku, kierowane do wzmacniacza mocy o liniowej charakterystyce częstotliwościowej, a następnie do głośnika o liniowej charakterystyce częstotliwościowej, równie głośnego na wszystkich częstotliwościach? Faktem jest, że czułość ludzkiego słuchu jest nieliniowa, a zatem słuchacze będą postrzegać dźwięki o jednakowej głośności na różnych częstotliwościach jako dźwięki o różnym ciśnieniu akustycznym.

   Zjawisko to opisują tak zwane „krzywe równej głośności” (rysunek), które pokazują, jak duże ciśnienie akustyczne jest wymagane przy różnych częstotliwościach, aby słuchacze usłyszeli głośność tych dźwięków równą głośności dźwięku o częstotliwość 1 kHz. Abyśmy mogli odbierać dźwięki o wyższych i niższych częstotliwościach tak głośne jak dźwięk 1 kHz, muszą one mieć wyższe ciśnienie akustyczne. A im niższy poziom dźwięku, tym mniej wrażliwe jest nasze ucho na niskie częstotliwości.

   Ustawia się poziom ciśnienia akustycznego dźwięku odniesienia o częstotliwości 1000 Hz (na przykład 40 dB), następnie badany proszony jest o odsłuchanie sygnału o innej częstotliwości (na przykład 100 Hz) i dostosowanie jego poziomu tak, że wydaje się równa odniesienia. Sygnały mogą być prezentowane przez telefony lub przez głośniki. Jeśli zrobisz to dla różnych częstotliwości i odłożysz uzyskane wartości poziomu ciśnienia akustycznego, które są wymagane dla sygnałów o różnych częstotliwościach, tak aby były one równie głośne z sygnałem odniesienia, uzyskasz jedną z krzywych w Figura.
   Na przykład, aby dźwięk o częstotliwości 100 Hz był tak głośny, jak dźwięk o częstotliwości 1000 Hz o natężeniu 40 dB, jego poziom musi być wyższy, około 50 dB. Jeśli podano dźwięk o częstotliwości 50 Hz, to aby był on równie głośny z referencją, trzeba podnieść jego poziom do 65 dB itd. Jeśli teraz zwiększymy poziom dźwięku odniesienia do 60 dB i powtórzymy wszystkie eksperymenty, otrzymamy krzywą równej głośności odpowiadającą poziomowi 60 dB…
   Rodzinę takich krzywych dla różnych poziomów 0, 10, 20…110dB pokazano na rysunku. Te krzywe nazywają się krzywe równej głośności. Zostały one uzyskane przez naukowców Fletchera i Mansona w wyniku przetworzenia danych z dużej liczby eksperymentów, które przeprowadzili wśród kilkuset odwiedzających Światową Wystawę w Nowym Jorku w 1931 roku.
   Obecnie międzynarodowa norma ISO 226 (1987) akceptuje zrewidowane dane pomiarowe uzyskane w 1956 roku. Na rysunku przedstawiono dane z normy ISO, natomiast pomiary były prowadzone w polu swobodnym, czyli w komorze wyciszonej, źródło dźwięku znajdowało się z przodu i dźwięk był dostarczany przez głośniki. Obecnie zgromadzono nowe wyniki i oczekuje się, że dane te zostaną udoskonalone w najbliższej przyszłości. Każda z przedstawionych krzywych nazywana jest izofonem i charakteryzuje poziom głośności dźwięków o różnych częstotliwościach.

   Jeśli przeanalizujemy te krzywe, zobaczymy, że przy niskich poziomach ciśnienia akustycznego oszacowanie poziomu głośności jest bardzo zależne od częstotliwości - słuch jest mniej wrażliwy na niskie i wysokie częstotliwości i konieczne jest wytworzenie znacznie wyższych poziomów ciśnienia akustycznego aby dźwięk brzmiał równie głośno z dźwiękiem odniesienia 1000 Hz. Na wysokich poziomach izofony wyrównują się, wzrost przy niskich częstotliwościach staje się mniej stromy - następuje szybszy wzrost głośności dźwięków o niskiej częstotliwości niż średnich i wysokich. W ten sposób na wyższych poziomach dźwięki niskie, średnie i wysokie są oceniane bardziej równomiernie pod względem głośności.
   

   Więc. Mamy poziom ciśnienia akustycznego zmierzony za pomocą sprzętu pomiarowego i głośność, którą osoba fizycznie odbiera.​

   
   To nasuwa pytanie! Co otrzymujemy usuwając pasmo przenoszenia głośnika za pomocą sprzętu pomiarowego? Co słyszy NASZE ucho? Albo jakie wskazania odbiera mikrofon swoim czułym elementem aparatury pomiarowej? A jaki wniosek można wyciągnąć z tych zeznań?

3. To nasuwa pytanie! Co otrzymujemy usuwając pasmo przenoszenia głośnika za pomocą sprzętu pomiarowego? Co słyszy NASZE ucho? Albo jakie wskazania odbiera mikrofon swoim czułym elementem aparatury pomiarowej? A jaki wniosek można wyciągnąć z tych zeznań?

Analiza częstotliwości. Pasmo przenoszenia

15. Zapisz tekst z pliku wyjściowego w szablonie raportu, po usunięciu z niego pustych wierszy. Zaznacz w tekście wyniki obliczeń funkcji przenoszenia małosygnałowej w trybie analizy DC, rezystancji wejściowych i wyjściowych (rys. 13).

** Profil: „SCHEMATIC1-post” [ C:\OrCAD_Data\test-

* pspicefiles\schematic1\post.sim]

**** PODSUMOWANIE STATYSTYK PRACY

Całkowity czas pracy (przy użyciu Solver 1) = .02

Ryż. 13. Fragment pliku wyjściowego (Plik wyjściowy)

Interfejs tekstowy programu PSpise A/D, praca z plikami *.cir i *.out, dyrektywy modelowania są opisane bardziej szczegółowo w .

Analiza częstotliwości. Pasmo przenoszenia

16. Przekształć schemat zgodnie z pkt. 3 zadania laboratoryjnego. Zamiast źródła działania wejściowego podaj źródło VAC lub IAC (w zależności od opcji), ustaw arbitralnie amplitudę składowej zmiennej, ale nie równą zero. Inne źródła są wyłączone z programu.

Źródło prądu ma nieskończoną rezystancję wewnętrzną (obwód otwarty), a źródło napięcia ma zero (zworka).

Ponieważ obwód jest liniowy i wymagane jest usunięcie odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej, amplituda działania wejściowego nie odgrywa roli (w granicach wartości podanych w

PSpice, dla napięć i prądów - 10 10 woltów lub amperów).

VAC i IAC są źródłami harmonicznych do analizy częstotliwości i mogą być wykorzystywane do analizy prądu stałego.

17. Utwórz nowy profil symulacji. 3

18. Wybierz typ analizy AC Sweep - analiza obwodu w domenie częstotliwości. Ustaw początkowe parametry analizy, jak pokazano na ryc. czternaście.

Wybór kroku częstotliwości: liniowa - liniowa, logarytmiczna - logarytmiczna. Dla kroku liniowego wskazana jest całkowita liczba punktów na skalę (Total Points), dla logarytmicznej liczby punktów na dekadę lub okta-

wu (Punkty / Dekada (Oktawa)) Częstotliwość początkowa - częstotliwość początkowa analizy, nie może być równa 0. Częstotliwość końcowa - częstotliwość końcowa analizy.

Praca laboratoryjna №1. Analiza statyczna, częstotliwościowa i czasowa pasywnego obwodu RLC

Ryż. 14. Okno ustawień symulacji. Konfiguracja analizy przemiatania AC

19. Uruchom symulację. 2

20. Otwórz plik wyjściowy ( Plik wyjściowy )4 znajdź i skopiuj sekcję z dyrektywami analizy do szablonu raportu.

Analiza w dziedzinie częstotliwości jest określona w dyrektywie .AC.

21. Zbuduj wykresy odpowiedzi częstotliwościowej.

AFC to zależność modułu współczynnika zespolonego

szybkość przenoszenia częstotliwości, można zdefiniować jako stosunek amplitud sygnału wejściowego i wyjściowego.

21.a. Otwórz okno Dodaj ślady. W PSpice A/D polecenie Trace>Add Trace…, klawisz Insert lub przycisk na pasku narzędzi (rys. 15).

W OrCAD 16 możesz również dodać wykres za pomocą menu kontekstowego, wywoływanego przez kliknięcie prawym przyciskiem myszy na pusty obszar wykresu.

Ryż. 15. Wywołanie okna Dodaj ślady

Bezpośrednio funkcje wykreślania wykresów i post-processingu wyników symulacji są realizowane przez postprocesor graficzny

Sonda wbudowana w PSpice A/D.

Praca laboratoryjna №1. Analiza statyczna, częstotliwościowa i czasowa pasywnego obwodu RLC Dostosowywanie wyglądu obszaru kreślenia i wykresów

21.b. W oknie Add Traces, za pomocą klawiatury lub myszy, wprowadź wyrażenia dla odpowiedzi częstotliwościowej wszystkich wyjść (rys. 16) w linii Trace Expression jako stosunki wyjścia, napięć wejściowych (opcja parzysta) lub prądów (opcja nieparzysta).

Lewa strona okna Dodaj ślady zawiera listę wszystkich prądów i potencjałów węzłów w twoim obwodzie. Po prawej stronie znajduje się lista funkcji matematycznych i linków, które Probe może zastosować do poszczególnych wykresów.

Ryż. 16. Wprowadzanie wyrażeń wykresu w oknie dodawania śladów

W analiza Obliczane są naprężenia węzłowe AC Sweep

oraz prądy gałęziowe, które są wielkościami złożonymi. W trybie AC Sweep Probe obsługuje obliczenia na liczbach zespolonych. Wprowadzanie wyrażeń dla wartości złożonych do linii Trace Expression okna Add Traces bez użycia jakichkolwiek funkcji matematycznych i operatorów Probe, wyświetla moduł wyników. Jeżeli wprowadzimy wyrażenie na wartość rzeczywistą, np. fazę wzmocnienia zespolonego, to wynik może być ujemny. Jeżeli wyrażenie jest złożone, np. zespolony współczynnik przenoszenia napięcia V(N1) / V(N4) - zdefiniowany jako stosunek potencjałów węzłów N1 i N4, to wyświetlany jest jego moduł, który zawsze jest nieujemny .

Aby uzyskać dostęp do rzeczywistych i urojonych części obliczonych wielkości, używane są odpowiednio funkcje R i IMG.

W Program Probe wykorzystuje również funkcję ABS (wartość bezwzględna) - wartość bezwzględna i jej analogiczny moduł M (wielkość) - odpowiadający

wyrażenia: V(N1)/V(N4), M(V(N1)/V(N4)), ABS(V(N1)/V(N4)) i SQRT(PWR(R(V(N1)/V) (N4)),2)+PWR(IMG(V(N1)/V(N4)),2)) jest idealnie równoważne

są wartościowością. Funkcja PIERWIASTEK jest pierwiastkiem kwadratowym, a PWR jest potęgą, w podanym przykładzie jest to kwadrat.

Praca laboratoryjna №1. Analiza statyczna, częstotliwościowa i czasowa pasywnego obwodu RLC Dostosowywanie wyglądu obszaru kreślenia i wykresów

21.c. Przeanalizuj formę uzyskanej charakterystyki częstotliwościowej, otwórz okno ustawień profilu symulacji (Ustawienia symulacji) i zmień w razie potrzeby częstotliwości odcięcia analizy, rodzaj kroku częstotliwości, liczbę punktów tak, aby wykresy zajmowały jak najwięcej forma informacyjna.

Możesz wywołać okno Ustawienia symulacji i zmienić dyrektywy symulacji bezpośrednio z programu PSpice A / D, klikając odpowiednią ikonę paska narzędzi (Rys. 17) lub poleceniem Symulacja>Edytuj profil….

21 lat W oknie Simulation Settings, na karcie Probe Windows Sprawdź pudełko Ostatni wykres w grupie Pokaż (ryc. 18 ) - wyświetl wykresy dla ostatnio wprowadzonych wyrażeń.

21.d. Jeśli dyrektywa symulacji została zmieniona, uruchom symulację ponownie.

Symulację można uruchomić bezpośrednio z programu PSpice A/D, naciskając odpowiedni przycisk na pasku narzędzi (rys. 17) lub poleceniem

Symulacja>Uruchom.

Ryż. 17. Wywołanie okna Ustawienia symulacji (polecenie Edytuj profil)

i uruchomienie symulacji (polecenie Uruchom) z programu PSpice A/D

Ryż. 18. Okno Ustawienia symulacji.

Zakładka Probe Window - ustawienie wyświetlania wyników symulacji

Praca laboratoryjna №1. Analiza statyczna, częstotliwościowa i czasowa pasywnego obwodu RLC Dostosowywanie wyglądu obszaru kreślenia i wykresów

Po każdej symulacji informacje o wyrażeniach wprowadzonych w linii Trace Expression są resetowane, opcja Pokaż ostatni wykres pozwala nie wprowadzać ponownie wyrażeń.

Dostosowywanie wyglądu obszaru kreślenia i wykresów

21.e. W razie potrzeby zmień skalę wyświetlania wzdłuż osi (liniową lub logarytmiczną) (rys. 19).

Ryż. 19. Zmiany w skali wyświetlania wzdłuż osi.

Wywoływanie okna Ustawienia osi

21.g. Usuń pośrednie linie siatki.

Otwórz okno do ustawienia parametrów siatki i osi (Ustawienia osi). Polecenie Plot>Axis Settings…, czyli dwukrotne kliknięcie lewym przyciskiem myszy w obszarze wartości jednej z osi, lub wybranie pozycji menu kontekstowego dostępnego po kliknięciu prawym przyciskiem myszy na linii siatki (pozycja Settings…) (rys. 19).

W oknie Ustawienia osi, na zakładkach Siatka X i Siatka Y, w sekcji Siatki pomocnicze Sprawdź pudełko Brak (ryc. 20).

21.z. Dostosuj wyświetlanie wykresów.

Wywołaj okno właściwości wykresu (Właściwości śledzenia). Kliknij prawym przyciskiem myszy linię wykresu lub ikonę w linii z legendami wykresów, podoś X (rys. 21). W wyświetlonym menu kontekstowym wybierz opcję Właściwości….

W oknie Trace Properties zmień parametry wyświetlania wykresu: zwiększ grubość linii wykresu, zmień kolor i rodzaj linii.

Powtórz kroki dla wszystkich wykresów.

W ten sam sposób konfiguruje się parametry wyświetlania ramek i linii siatki.

Praca laboratoryjna №1. Analiza statyczna, częstotliwościowa i czasowa pasywnego obwodu RLC Analiza częstotliwości. PFC

Grubość linii wpływa na jakość i czytelność druku. Wybierz kolory linii, które wydrukowane w czerni i bieli zapewniają akceptowalną czytelność i kontrast na białym tle.

Ryż. 20. Okno Ustawienia osi. Ustawianie wyświetlania pośrednich linii siatki

Ryż. 21. Ustawianie rodzaju wykresów

21.i. Zapisz wykresy odpowiedzi częstotliwościowej. Okno poleceń> Kopiuj do schowka (zapisz do schowka), w oknie, które się otworzy, w sekcji Pierwszy plan zaznacz pole zmień biały na czarny (zmień biały na czarny), kliknij OK (rys. 22). Wklej obrazek ze schowka do szablonu raportu (Ctrl + V

lub Shift+Ins).

Do bufora kopiowany jest obszar budowy, w tym osie, siatka, wykresy, etykiety osi, legenda i znaki tekstowe (rys. 23). Rozmiar obrazu w buforze zależy od rzeczywistego rozmiaru obszaru budowy w momencie kopiowania.

Wiadomo, że procesy dynamiczne mogą być reprezentowane przez charakterystyki częstotliwościowe (FC) poprzez rozwinięcie funkcji w szereg Fouriera.

Załóżmy, że istnieje jakiś obiekt i wymagane jest określenie jego odpowiedzi częstotliwościowej. Podczas eksperymentalnego usuwania charakterystyki częstotliwościowej na wejście obiektu podawany jest sygnał sinusoidalny o amplitudzie A w = 1 i określonej częstotliwości w, tj.

x (t) \u003d A w grzechu (waga) \u003d grzech (waga).

Wtedy po przejściu przez transjenty na wyjściu otrzymamy również sygnał sinusoidalny o tej samej częstotliwości w, ale o innej amplitudzie A out i fazie j:

y(t) = A out sin(wt + j)

Dla różnych wartości w, wartości A out i j z reguły również będą różne. Ta zależność amplitudy i fazy od częstotliwości nazywana jest odpowiedzią częstotliwościową.

Rodzaje odpowiedzi częstotliwościowej:

·

y” „s 2 Y itd.

Zdefiniujmy pochodne charakterystyki częstotliwościowej:

y'(t) = jw A out e j (w t + j) = jw y,

y”(t) = (jw) 2 A out e j (w t + j) = (jw) 2 y itd.

To pokazuje korespondencję s = jw.

Wniosek: odpowiedzi częstotliwościowe można zbudować z funkcji przenoszenia, zastępując s = jw.

Do budowy odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej stosuje się następujące wzory:

, ,

gdzie Re(w) i Im(w) są odpowiednio rzeczywistymi i urojonymi częściami wyrażenia dla AFC.

Wzory na uzyskanie AFC przez AFC i PFC:

Re(w) = A(w) . cos j(w), Im(w) = A(w) . sinj(w).

Wykres odpowiedzi częstotliwościowej zawsze znajduje się w jednej ćwiartce, ponieważ częstotliwość w > 0 i amplituda A > 0. Wykres PFC można zlokalizować w dwóch ćwiartkach, tj. faza j może być dodatnia lub ujemna. Harmonogram AFH może obejmować wszystkie kwartały.

Podczas tworzenia wykresu odpowiedzi częstotliwościowej zgodnie ze znaną AFC, kilka kluczowych punktów odpowiadających określonym częstotliwościom jest wyróżnionych na krzywej AFC. Następnie mierzone są odległości od początku współrzędnych do każdego punktu i wykreślany jest wykres odpowiedzi częstotliwościowej: w pionie – odległości mierzone, w poziomie – częstotliwości. Konstrukcja AFC odbywa się w podobny sposób, ale nie mierzy się odległości, ale kąty w stopniach lub radianach.

Do graficznego wykreślania AFC konieczne jest poznanie typu AFC i PFC. Jednocześnie kilka punktów odpowiadających pewnym częstotliwościom jest przydzielonych na charakterystykę częstotliwościową i charakterystykę fazową. Dla każdej częstotliwości amplituda A jest określana przez odpowiedź częstotliwościową, a faza j jest określana przez odpowiedź fazową. Każda częstotliwość odpowiada punktowi na AFC, odległość od początku wynosi A, a kąt względem dodatniej półosi Re jest równy j. Zaznaczone punkty są połączone krzywą.

Przykład: .

Dla s = jw mamy

= = = =