Курсовые
Черчение

Теплоэнергетика

Электротехника
Карта

 


Графический метод, в основу которого положены нелинейные характеристики для мгновенных значений величин

Порядок действий:

Исходя из физических предпосылок, устанавливают закон изменения от времени t одной из величин, характеризующих работу элемента.

Используя нелинейную характеристику элемента, графическими построениями определяют функцию от времени t второй величины.

Путем дополнительных графических построений или несложных вычислений находят выходную величину.

Достоинства метода: простота и наглядность, позволяет учитывать гистерезисные явления.

Недостаток: годится только для простых цепей.

Измерение временных интервалов

Другой важной измерительной функцией осциллографа является измерение временных интервалов. Это возможно, поскольку развертка калибрована и цена деления клетки градуировочной сетки известна.

Основной режим. Основной режим измерения временных интервалов описан ниже. Те же действия используются при проведении других измерений.

1. Установить переключатели, как описано в разделе 2-2-3 для однолучевого режима работы.

2. Установить переключатель TIME/DIV (15) так, чтобы временной интервал, подлежащий измерению, занимал весь экран и был целиком виден. Убедитесь, что кнопка VAR (13) установлена в положение CAL. В противном случае измерения будут неточными.

3. Вращением ручки VERTICAL POSITION (4) или (7) расположите луч так, чтобы центральная горизонтальная линия сетки проходила через точки осциллограммы, между которыми производятся измерения.

4. Ручкой Horizontal POSITION (10) совместите левую измеряемую точку осциллограммы сигнала с ближайшей вертикальной градуировочной линией.

5. Сосчитайте количество клеток по горизонтали между левой точкой в п.4 и следующей измеряемой точкой. Учтите, что дополнительная разметка выполнена с шагом в 0,2 клетки.

6. Для определения интервала между двумя измеряемыми точками умножьте количество клеток, сосчитанных в п.5 на масштаб переключателя TIME/DIV. Если при измерениях была нажата кнопка растяжки в 10 раз X10MAG (11), полученное значение необходимо разделить на 10

Пример. Допустим, что расстояние между точками составляет 6 делений, а переключатель "ms/дел." установлен в положение "0,2 mS/дел." (рис. П.6).

Интервал времени между двумя значениями сигнала рассчитывается по формуле:

Т = 4 дел · 0,2 ms / дел. = 0,8 мс.

 

Измерение частоты

Для измерения частоты периодических сигналов проделай­те следующие операции:

а) измерьте длительность времени одного периода сигнала

б) рассчитайте частоту сигнала Fc по формуле

 Fc = 1 / T , 

где Fс – частота, Гц,

Т – длительность периода, с.

Пример. Частота сигнала с периодом 0,8 мс будет равна

 Fc = 1 / 0,8 мс = 1,2 кГц . 

Измерение разности фаз

Разность фаз или фазовый сдвиг между двумя сигналами может быть измерен с использованием обоих лучей осциллографа или при работе осциллографа в режиме X-Y.

Метод с использованием двух лучей. Этот метод применим при сигналах любой формы, фактически он часто работает, даже если используются сигналы разной формы. Этот метод эффективен при измерении больших и малых разностях фаз и на любых частотах вплоть до 20 МГц.

Для проведения измерения разности фаз двухлучевым методом проделайте следующее:

1. Установите настройки осциллографа, как описано в разделе 2-2-4 Работа в двухлучевом режиме, подключив один сигнал к входу CH1 (24), а другой сигнал к входу CH2 (22).

2. Установите переключатель SOURCE синхронизации (18) на канал с наиболее чистым и стабильным сигналом. Временно сдвиньте луч другого канала с экрана по вертикали ручкой Vertical POSITION.

3. Поместите луч стабильного сигнала в центр экрана по вертикали и установите его амплитуду равной точно 6 клеткам, используя переключатель VOLT/DIV и регулировку VARIABLE.

4. Ручкой TRIGGER (9) блока синхронизации установите луч так, чтобы он пересекал центральную горизонтальную градуировочную линию в начале или недалеко от начала развертки (рис. 2-11).

5. Регулировками TIME/DIV (15), VARIABLE (12), и Horizontal POSITION (10) установить длительность одного периода повторения сигнала равной 7,2 деления сетки. После этого каждая клетка градуировочной сетки будет равна 50°, а каждое маленькое деление будет равно 10°.

6. Ручкой Vertical POSITION верните выведенный с экрана луч второго канала, точно выставив его по центру экрана. При помощи переключателя VOLT/DIV и связанной с ним ручки VARIABLE установите амплитуду сигнала равной ровно 6 клеток.

7. Расстояние по горизонтали между соответствующими точками осциллограмм и будет разностью фаз. Например, на рисунке разность фаз равна 6 малым делениям, что составляет 60°.

8. Если разность фаз меньше 50°, нажмите кнопку X10 для включения режима X10 MAG - растяжки изображения сигнала в 10 раз, и, при необходимости используя ручку Horizontal POSITION, сместите в требуемое положение область измерения. При десятикратной растяжке изображения каждая клетка будет равна 5°, а каждое маленькое деление 1°.

Общие сведения об активных RC фильтрах

Активным элементом таких фильтров является операционный усилитель (ОУ), охваченный отрицательной обратной связью (ООС). Обычно схемы фильтров бывают первого (с одним накопителем энергии) или второго (с двумя накопителями) порядков. Фильтры более высоких порядков получаются каскадным соединением фильтров первого и второго порядков.

Методику анализа активных фильтров разберём на примере схемы (одна из многих) ФНЧ первого порядка (рис. 9.19).

Передаточная функция K(jw) = Uвых (jw)/Uвх(jw).

Для ОУ Uвых = Кв(U+ – U-) где Кв - внутренний коэффициент усиления ОУ без учёта обратных связей (ОС).

Iвх=0, следовательно, I Rос + I R1 – Uвых = 0,

 I = Uвых/(Rос + R1).

U- = I R1 = bUвых, где b= R1 /(Rос + R1).

Для входной цепи R I1 +  I1 - Uвх = 0,

 I1 = Uвх/(R + ).

U+ = I1= Uвх/(1+jwRC).

После подстановки U+ и U- в формулу для Uвых находим, что 

Uвых =  Uвх - b Кв Uвых  и K(jw) =  .

Здесь Ко - передаточная функция при нулевой частоте.

Амплитудно-частотная характеристика (граничная частота или частота среза w0 =):

K(x) = .

Коэффициент ослабления фильтра

 A (x) = - 20 lg K(x) = 10 lg = 10 lg [].

Пример схемы ФНЧ второго порядка на рис. 9.20.

Примерные зависимости A (x) ФНЧ показаны на рис. 9.21. Здесь первая кривая – для фильтра первого порядка, вторая – для фильтра второго порядка.

ФВЧ из ФНЧ с той же частотой среза w0 получится, если поменять местами R и C . Для создания ППФ или ПЗФ соединяют последовательно или параллельно ФНЧ и ФВЧ.

В нелинейных электрических цепях процессы описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, в которые неизвестная переменная – напряжение или ток и ее производные – входят нелинейно, т. е. не в первой степени, как в линейных уравнениях, а произвольно: в любой степени, в виде произведений, трансцендентных функций и т. д. К числу линейных электрических цепей относятся и цепи с устройствами, параметры которых изменяются во времени по тем или иным законам. Подобные цепи называются параметрическими. Электрическая цепь, содержащая линейные и параметрические элементы, называется параметрической. Процессы в такой цепи описываются дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами.


Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика