Воздействие сигналов на нелинейные элементы. (Тема 3)

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Воздействие сигналов на нелинейные элементы. (Тема 3)

Содержание

2. План Преобразования сигналов Классы нелинейных элементов Режимы работы нелинейного элемента Методы аппроксимации Воздействие сигналов различных видов
3. Преобразования сигналов Основные преобразования сигналов осуществляются с помощью: Нелинейных электрических цепей Линейных цепей с переменными параметрами
4. Классы нелинейных элементов Резистивные (сопротивления) Реактивные (индуктивность, емкость) Пример резистивного элемента: полупроводниковые, ламповые и другие приборы,
5. Режимы работы нелинейного элемента U0 – рабочая точка а) сигнал e(t) – слабый Линейный режим работы
6. Примеры Пример нелинейной емкости: Устройство с нелинейной вольткулоновской характеристикой q(u) Устройство с нелинейной вольтфарадной характеристикой c(u)=q(u)/u
7. Метод аппроксимации Для анализа нелинейных цепей необходимо задать вольтамперные или иные аналогичные характеристики Широкое распространение получил
8. Метод аппроксимации Аппроксимация системным полиномом: Коэффициенты a1, a2,… a1, a2, a3 … существенно зависят от U0
9. Воздействие узкополосного сигнала на безинерционный нелинейный элемент Н.Э. используются в диапазоне частот, на которых можно пренебречь
10. Воздействие узкополосного сигнала на безинерционный нелинейный элемент Подставив в ряд разложение e(t)=u-U0 получим Здесь используется:
11. Воздействие АМ-сигнала на Н.Э. Для АМ-колебания, когда E=E(t) - нелинейность, характеристики может коренным образом исказить форму
12. Воздействие сигнала со сложным спектром Рассмотрим воздействие суммы гармонических сигналов на Н.Э. Пусть
13. Воздействие сигналов с сложным спектром Образуются частоты: Из полученного выражения видны следующие проявления нелинейности в/а характеристики:
14. Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э. При - модулированная фаза все полученные выражения сохраняют свой вид Итак, при
15. Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э. Для первой (основной) гармоники индекс угловой модуляции совпадает с Θimax=m Для высших
16. Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э. Сказанное иллюстрируется рисунком для случая Ω Спектр тока при гармоническом воздействии на
17. Воздействие сложного сигнала. За счет квадратного члена в/а характеристики k=2 m и n могут принимать следующие
19. Скачать презентацию

Слайд 2

План
Преобразования сигналов
Классы нелинейных элементов
Режимы работы нелинейного элемента
Методы аппроксимации
Воздействие сигналов различных видов

на нелинейных элемент

Слайд 3

Преобразования сигналов
Основные преобразования сигналов осуществляются с помощью:
Нелинейных электрических цепей
Линейных цепей с

переменными параметрами

Необходим нелинейный элемент!

Пример: емкость p-n перехода в полупроводниковом диоде

Слайд 4

Классы нелинейных элементов
Резистивные (сопротивления)
Реактивные (индуктивность, емкость)
Пример резистивного элемента: полупроводниковые, ламповые и

другие приборы, имеющие нелинейную вольт-амперную характеристику

Слайд 5

Режимы работы нелинейного элемента
U0 – рабочая точка
а) сигнал e(t) – слабый

Линейный режим работы
нелинейного элемента

дифференциальная крутизна

б) сигнал e(t) – сильный
Нелинейный режим работы
(характеристика средней крутизны)

Слайд 6

Примеры
Пример нелинейной емкости:
Устройство с нелинейной вольткулоновской характеристикой q(u)
Устройство с нелинейной вольтфарадной

характеристикой c(u)=q(u)/u

Пример нелинейной индуктивности L(i):
Катушка с ферромагнитным сердечником, обтекаемым сильным током

Слайд 7

Метод аппроксимации
Для анализа нелинейных цепей необходимо задать вольтамперные или иные аналогичные

характеристики

Широкое распространение получил способ представления характеристики методом аппроксимации

Оптимальный выбор способа аппроксимации зависит от вида нелинейной характеристики и от режима работы нелинейного элемента

Слайд 8

Метод аппроксимации
Аппроксимация системным полиномом:
Коэффициенты a1, a2,…
a1, a2, a3 … существенно зависят

от U0 – рабочей точки

Слайд 9

Воздействие узкополосного сигнала на безинерционный нелинейный элемент
Н.Э. используются в диапазоне частот,

на которых можно пренебречь влиянием паразитных индуктивностей и емкостей

Рассмотрим режим работы, при котором вольтамперная характеристика i(u) удовлетворительно аппроксимируется степенным полиномом

Сигнал e(t) зададим в форме гармонического колебания

Слайд 10

Воздействие узкополосного сигнала на безинерционный нелинейный элемент
Подставив в ряд разложение e(t)=u-U0

получим

Здесь используется:

Слайд 11

Воздействие АМ-сигнала на Н.Э.
Для АМ-колебания, когда E=E(t) - нелинейность, характеристики может

коренным образом исказить форму передаваемого сигнала

Слайд 12

Воздействие сигнала со сложным спектром
Рассмотрим воздействие суммы гармонических сигналов на

Н.Э.

Пусть

Слайд 13

Воздействие сигналов с сложным спектром
Образуются частоты:
Из полученного выражения видны следующие проявления

нелинейности в/а характеристики:

Постоянный ток получает приращение
Амплитуда основной частоты зависит от E
Ток содержит высшие гармоники
Наивысший порядок гармоники совпадает со степенью k полинома
Полная фаза n-й гармоники -

Слайд 14

Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э.
При - модулированная фаза
все полученные выражения сохраняют

свой вид

Итак, при воздействии ЧМ-сигнала на безинерционный Н.Э. все сформулированные выше положения сохраняются

In необходимо трактовать как несущее колебание, модулированное по углу

Слайд 15

Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э.
Для первой (основной) гармоники индекс угловой модуляции совпадает

с Θimax=m

Для высших гармоник nΘimax=nm1 соответственно в n раз увеличивается и девиация частоты.

Слайд 16

Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э.
Сказанное иллюстрируется рисунком для случая Ω<<ω1
Спектр тока при

гармоническом воздействии на резистивный элемент (а) и то же при частотной модуляции (б)

Слайд 17

Воздействие сложного сигнала.
За счет квадратного члена в/а характеристики k=2 m и

n могут принимать следующие значения

Гармоники 2-го порядка

Комбинационные частоты 2-го порядка

Воздействие сигналов на нелинейные элементы. (Тема 3)

Содержание

ПланПреобразования сигналовКлассы нелинейных элементовРежимы работы нелинейного элементаМетоды аппроксимацииВоздействие сигналов различных видов

Преобразования сигналов Основные преобразования сигналов осуществляются с помощью:Нелинейных электрических цепейЛинейных цепей с

Классы нелинейных элементовРезистивные (сопротивления)Реактивные (индуктивность, емкость)Пример резистивного элемента: полупроводниковые, ламповые и

Режимы работы нелинейного элементаU0 – рабочая точкаа) сигнал e(t) – слабый

ПримерыПример нелинейной емкости:Устройство с нелинейной вольткулоновской характеристикой q(u)Устройство с нелинейной вольтфарадной

Метод аппроксимации Для анализа нелинейных цепей необходимо задать вольтамперные или иные аналогичные

Метод аппроксимации Аппроксимация системным полиномом:Коэффициенты a1, a2,…a1, a2, a3 … существенно зависят

Воздействие узкополосного сигнала на безинерционный нелинейный элемент Н.Э. используются в диапазоне частот,

Воздействие узкополосного сигнала на безинерционный нелинейный элементПодставив в ряд разложение e(t)=u-U0

Воздействие АМ-сигнала на Н.Э. Для АМ-колебания, когда E=E(t) - нелинейность, характеристики может

Воздействие сигнала со сложным спектром Рассмотрим воздействие суммы гармонических сигналов на

Воздействие сигналов с сложным спектром Образуются частоты:Из полученного выражения видны следующие проявления

Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э. При - модулированная фаза все полученные выражения сохраняют

Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э. Для первой (основной) гармоники индекс угловой модуляции совпадает

Воздействие ЧМ-сигнала на Н.Э. Сказанное иллюстрируется рисунком для случая Ω<<ω1Спектр тока при

Воздействие сложного сигнала. За счет квадратного члена в/а характеристики k=2 m и

Похожие презентации