Качественный анализ цепей в частотной области

Расчет переходных процессов частотным методом

Расчет переходных процессов в обычных электрических цепях спектральным методом выполняют сравнительно редко, предпочитая использовать для этих целей операторный метод. Однако, когда частотная характеристика исследуемой цепи снята экспериментально или входное воздействие имеет характер отдельных импульсов, применение спектрального метода вполне оправдано. При этом, определив спектр выходной величины, ее оригинал f (t) определяют, используя теорему разложения.

Частотные спектры сигналов позволяют проводить качественный анализ цепей в частотной области, т.е. определить характер искажений сигнала при прохождении его через электрическую цепь. Простейшую оценку возможных искажений сигнала на выходе цепи можно получить, сопоставив амплитудно-частотный спектр входного сигнала с амплитудно-частотной характеристикой функции передачи цепи. Пусть, на вход цепи, функция передачи которой известна, подается прямоугольный сигнал. Требуется определить, каковы будут искажения сигнала при прохождении его через цепь.

Для качественной оценки искажений следует построить амплитудно-частотный спектр входного сигнала. Для прямоугольного сигнала он имеет вид, показанный на рис. 5.25, а.

Затем следует построить амплитудно-частотную характеристику передаточной функции цепи (рис. 5.25, б) Далее на графике амплитудно-частотного спектра определяется ширина спектра, которую можно определить, проведя линию, параллельно оси абсцисс на уровне 0,1 от максимального значения амплитудно-частотного спектра. Последняя точка пересечения проведенной линии графиком амплитудного спектра определит его ширину (см. рис. 5.25, а). Для амплитудно-частотной характеристики определяется полоса пропускания цепи. Для этого на графике проводится линия на уровне 0,707 от максимального значения. Диапазон частот, в котором график АЧХ лежит выше проведенной линии, является полосой пропускания цепи.

Сопоставляя ширину спектра сигнала с полосой пропускания цепи, можно дать качественную оценку искажениям сигнала на входе цепи. Так, если ширина спектра меньше полосы пропускания цепи, то искажения сигнала будут минимальными.

Дата добавления: 2014-12-27