Демо (html) Электротехника и электроника

Задача исследования:

Задача исследования:

Провести Фурье-анализ треугольного сигнала с амплитудой 20В и частотой – 5 Гц (период Т = 0.2 с).

Схема моделирования треугольного сигнала представлена на рис. 5.

Рис. 5. Схема гармонического анализа треугольного сигнала с периодом 0.2 с

1. Установите курсор на пиктограмме источника сигналов V1 и двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания его параметров. На вкладке выбора типа источника сигнала нажмите кнопку с надписью Pulse (тип сигнала – импульсный). Убедитесь в том, что активирован режим VALUE и последовательно заполните поля, определяющие форму импульса, согласно рис.5:

V1 начальное напряжение источника (V1 = 0),

V2 напряжение источника в импульсе (V2 = 20 В),

TD время до начала импульса (TD = 0.05 с),

TR время фронта импульса (TR = 0.05 с),

TF время спада импульса (TF = 0.05 с),

PW время полки импульса (PW = 0),

PER период следования импульсов (T = 0.2 с).

2. Запустите режим моделирования переходных процессов (Analysis/Transient … ). Для этого в строке меню окна программы выберите Analysis, а в раскрывающемся списке Transient… . В появившемся диалоговом окне проводится настройка режима анализа переходных процессов. Время моделирования Time Range выбирается из соотношения - 2 T=2/f =0.4 с.

Настройте диалоговое окно в соответствии с рис. 6.

Рис. 6. Окно настройки параметров анализа переходных процессов

Результаты моделирования представлены на следующем рисунке.

Рис. 7. Гармоники Фурье треугольного сигнала с амплитудой 20 В и периодом 0.2 с

3. На панели инструментов окна анализа переходных процессов утопите кнопку , подведите курсор мышки последовательно к максимумам гармоник, так как показано на Рис. 8, щелкните мышкой на графике, разверните появившеюся стрелку при помощи мышки. Нажмите на клавишу Esc.

Рис. 8. Гармоники Фурье треугольного сигнала с амплитудой 20 В и периодом 0.2 с

Обратите внимание, что в линейном спектре сигнала присутствуют три гармоники Фурье с отличной от нуля амплитудой:

- Первая гармоника = 8.106 В; =5 Гц; = 180 град.

- Вторая гармоника = 4.053 В; =10 Гц; = 0 град.

- Третья гармоника = 900.734 мВ »0.9 В; =15 Гц; = -180 град

Остальные гармоники имеют близкую к нулю амплитуду и соответствующие им фазы не нужно принимать во внимание. Это ошибки вычисления.

4. Закройте окно Transient Analysis.

Исходные данные:

Задана прямоугольная форма сигнала.

- амплитуда сигнала - 20 В;

- частота -10 Гц:

Примечание. В диалоговом окне для задания параметров источника сигналов V1 заполните поля:

V1 начальное напряжение источника (V1 = 0);

V2 напряжение источника в импульсе (V2 = 20 В);

TD время до начала импульса (TD =1/(4f)= 0.025 с;

TR время фронта импульса (TR = 0 с),

TF время спада импульса (TF = 0 с),

PW время полки импульса (PW = 1/(2f)=0.05 с),

PER период следования импульсов (T= 1/f = 0.1 с).

Задача исследования:

Провести Фурье-анализ прямоугольного сигнала.

Исходные данные:

Задана прямоугольная форма сигнала.

- амплитуда сигнала - 20 В;

- частота -2 Гц:

Примечание. В диалоговом окне для задания параметров источника сигналов V1 заполните поля:

V1 начальное напряжение источника (V1 = 0);

V2 напряжение источника в импульсе (V2 = 20 В);

TD время до начала импульса (TD =1/(4f)= 0.125 с;

TR время фронта импульса (TR = 0 с),

TF время спада импульса (TF = 0 с),

PW время полки импульса (PW = 1/(2f)=0.25 с),

PER период следования импульсов (T= 1/f = 0.5 с).

Задача исследования:

Провести Фурье-анализ прямоугольного сигнала.

Исходные данные:

Задана прямоугольная форма сигнала.

- амплитуда сигнала - 20 В;

- частота -20 Гц:

Примечание. В диалоговом окне для задания параметров источника сигналов V1 заполните поля:

V1 начальное напряжение источника (V1 = 0);

V2 напряжение источника в импульсе (V2 = 20 В);

TD время до начала импульса (TD =1/(4f)= 0.0125 с;

TR время фронта импульса (TR = 0 с),

TF время спада импульса (TF = 0 с),

PW время полки импульса (PW = 1/(2f)=0.025 с),

PER период следования импульсов (T= 1/f = 0.05 с).

Задача исследования:

Провести Фурье-анализ прямоугольного сигнала.

Исходные данные:

Задана прямоугольная форма сигнала.

- амплитуда сигнала - 20 В;

- частота -4 Гц:

Примечание. В диалоговом окне для задания параметров источника сигналов V1 заполните поля:

V1 начальное напряжение источника (V1 = 0);

V2 напряжение источника в импульсе (V2 = 20 В);

TD время до начала импульса (TD =1/(4f)= 0.0625 с;

TR время фронта импульса (TR = 0 с),

TF время спада импульса (TF = 0 с),

PW время полки импульса (PW = 1/(2f)=0.125 с),

PER период следования импульсов (T= 1/f = 0.25 с).

Задача исследования:

Провести Фурье-анализ прямоугольного сигнала.

Исходные данные:

Задана прямоугольная форма сигнала.

- амплитуда сигнала - 20 В;

- частота -5 Гц:

Примечание. В диалоговом окне для задания параметров источника сигналов V1 заполните поля:

V1 начальное напряжение источника (V1 = 0);

V2 напряжение источника в импульсе (V2 = 20 В);

TD время до начала импульса (TD =1/(4f)= 0.05 с;

TR время фронта импульса (TR = 0 с),

TF время спада импульса (TF = 0 с),

PW время полки импульса (PW = 1/(2f)=0.1 с),

PER период следования импульсов (T= 1/f = 0.2 с).

Задача исследования:

Провести Фурье-анализ прямоугольного сигнала.

Периодические функции несинусоидальной формы можно представить в виде конечных или бесконечных тригонометрических рядов, называемых рядами Фурье. При этом ряд Фурье представляют в форме

,

где ; - постоянная составляющая; и - угловая частота, амплитуда и начальная фаза k –гармоники соответственно.

Если несинусоидальная периодическая функция симметрична относительно оси абсцисс, то постоянная составляющая отсутствует, если несинусоидальная периодическая функция симметрична относительно начала координат, то и постоянная составляющая, и равны нулю.

Тема:

Исследование цепей с периодическими несинусоидальными токами

Используемые программы:

Micro-Cap 9.0