Получение амплитудно-фазочастотных характеристик

Получение амплитудно-фазочастотных характеристик (годографов) связано с преобразованием системы координат, так как по оси ординат надо отложить мнимую часть передаточной функции, а по оси абсцисс – реальную часть этой же характеристики.

Рассмотрим получение АФЧХ на примере передаточной характеристики по току для емкостного элемента С1.

Амплитудно-фазочастотная характеристика (годограф) коэффициента передачи по току

для элемента С1

С изменением частоты от нуля до бесконечности длина вектора и фазовый сдвиг меняются, что и отражается на форме годографа. Действительно, на частоте, равной нулю, ток через конденсатор не течет и фазовый сдвиг равен нулю. Это отражается в том, что годограф выходит из нуля как по оси абсцисс, так и по оси ординат. Затем, с ростом частоты длина вектора постепенно растет, достигает максимума и начинает убывать (см. график АЧХ). Фазовый сдвиг непрерывно изменяется в одном и том же направлении (см. график ФЧХ).

3. Динамический анализ (анализ во временной области)

Получить с помощью ЭВМ временные характеристики цепи:

• переходные;

•импульсные.

Переходная характеристика - это отклик цепи на ступенчатое воздействие.

Смоделировать ступенчатую функцию, можно, подавая на вход прямоугольный импульс единичной амплитуды, с длительностью переднего фронта много меньшей длительности переходных процессов в схеме, а длительностью импульса больше длительности переходных процессов, т. е. задний фронт нужно отодвинуть в область времен установившегося режима.

Для анализа во временной области необходимо заменить источник входного сигнала I1 в предыдущей схеме, на источник импульсного сигнала I3.

Параметры источника ступенчатого тока:

Параметр	Значение	Примечание
I1		Амплитуда подошвы импульса
I2	1m	Амплитуда вершины импульса
TD		Задержка (Time Delay)
TR	1n	Время нарастания переднего фронта (Time Rise)
TF	1n	Время спада заднего фронта (Time Fall)
PW	5u	Длительность вершины импульса (Pulse Width)
PER	10u	Период повторения (Period)

Получившаяся при этом схема:

Длительность переходного процесса определяется экспериментально. В результате такого подбора были получены графики переходных процессов для токов в реактивных элементах:

графики переходных процессов для токов в реактивных элементах

Из анализа графиков следует, что ток через емкостной элемент С2 от нулевого значения резко возрастает до величины тока источника, так как вследствие инерции токи через емкостной элемент С1 и индуктивный элемент L1 не могут измениться мгновенно. В дальнейшем по мере накопления электрической энергии в элементе С1 и магнитной энергии в элементе L1 ток через элемент С2 уменьшается до нуля. Характер переходного процесса в элементе С1 определяется резонансными явлениями в контуре, образованном элементами L1С1. Сначала С1 быстро заряжается, а потом перезаряжается. Ток через L1 изменяется от нуля до максимально возможного, ограниченного резисторами в схеме.

Дата добавления: 2015-06-28