Расчет передаточной функции нелинейного элемента

4. Выполнение работы

Расчетная часть.

Выберите из таблицы №1 по последней цифре своего шифра значение сопротивления внешней нагрузки нелинейного элемента (Rн) и сопротивление резистора, входящего в состав RC-звена (R).

Последняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Rн, кОм	3	5	7	4	10	3	5	7	4	10
R, кОм	30	27	33	30	27	33	30	27	33	30

Запишите эти величины в отчет!

Выберите по графику на рис. 5 (амплитудная характеристика нелинейного элемента при различных величинах Rн) значение амплитуды входного сигнала Uвх, при котором начинается ограничение выходного сигнала усилителя Uвых при заданном значении Rн. Запишите эту величину Uвх, обозначив ее «а», в отчет; также запишите соответствующую ей величину Uвых. Зарисуйте в отчет этот график.

Определите по графику на рис. 5 коэффициент усиления К как tg j. Запишите эту величину в отчет.

Задаваясь отношением A/a в пределах от 1 до 4…5, где А – амплитуда входного сигнала Uвх) произведите расчет передаточной функции нелинейного элемента W(A)_нэ в четырех-пяти точках, используя формулу (11): W(A)_нэ = 4k/p (a/2 – sin2a/4 + acosa/A). (Величину a = arcsin a/A использовать в радианах). Результаты расчета запишите в отчет (в таблицу по форме 1). Щелкните 2 раза на ссылке для открытия таблицы.

Амплитудно-фазо-частотная характеристика (АФЧХ) линейного элемента (иначе называемая комплексным коэффициентом передачи) получается при замене в формуле (10). Комплексной переменной “P” на комплексную частоту “jw”. Для цепи из 3-х последовательно соединенных RC-звеньев выражение, описывающее комплексный коэффициент передачи, имеет вид:

      W(jw)_лэ =                             1

                           (1+ jwТ₁)* (1+ jwТ₂)* (1+ jwТ₃)

При равенстве постоянных времени (Т₁ = Т₂ = Т₃)

                  W(jw)_лэ =        1                                           (13)

                                     (1+ jwТ)

Отсюда получаем выражение для модуля комплексного коэффициента передачи.

                  A(w) =                1                                         (14)

                                     Ö(1+ (wТ)²)³

и для его аргумента (т.е. для фазо-частотной характеристики)

                   j = -3[arctg(wТ)]                                        (15)

Задаваясь значениями частоты гармонического сигнала f в пределах от 200 до 5000 Гц произведите расчет модуля и аргумента комплексного коэффициента передачи (по формулам 14 и 15) и заполните по его результатам таблицу по форме 2. Щелкните 2 раза на иконке для открытия таблицы.

ТАБЛИЦА 2.xls

Постройте в отчете на комплексной плоскости (по образцу – рис. 4 а, б) годограф линейного элемента и график величины (-1/W(A)_нэ).

Определите  по положениюобеих кривых частоту автоколебаний (в соответствии с положением раздела 2). Запишите ее  величину в отчет.

Закройте Word и перейдите к следующему разделу.