17561

Освоєння основ програмування в програмному середовищі VISSIM

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота №1 з дисципліни: Автоматизоване проектування ТЗЗІ Тема: Освоєння основ програмування в програмному середовищі VISSIM Мета: спроектувати довільну модель. Теоретичні відомості Будьяке коло яке містить RLелементи має властивість часто...

Украинкский

2013-07-04

124 KB

0 чел.

Лабораторна робота №1

з дисципліни: «Автоматизоване проектування ТЗЗІ»

Тема: «Освоєння основ програмування в програмному середовищі VISSIM»

Мета: спроектувати довільну модель.

Теоретичні відомості

Будь-яке коло, яке містить R,L-елементи, має властивість частотної селективності, або фільтрації. При фільтрації в певному діапазоні частот, що називається смугою пропускання, сигнали передаються з найменшим затуханням, поза ж цим діапазоном – з максимальним затуханням. На границі смуги пропускання, тобто на граничній частоті відбувається зменшення потужності сигналу в 2 рази, а напруги й струму – в  раз. Таким чином, будь-яке коло, що має у своєму складі хоча б один реактивний елемент є фільтруючим по частоті. Ефективність фільтрації різних за складом й структурою кіл неоднакова й визначається в основному амплітудно-частотними характеристиками кола.

Ідеальними вибірковими властивостями володіє електричне коло АЧХ якого має прямокутну форму, при чому в межах смуги пропускання має максимальне значення, а поза нею нульове. В залежності від частотного діапазона, що відповідає смузі пропускання, фільтри поділяють на фільтри нижніх частот (ФНЧ), фільтри верхніх частот (ФВЧ), смугові фільтри (СФ) та ежекторні фільтри (РФ). Відповідні їм АЧХ зображено на Рис. 4.

Рис. 4

Опір або провідність реактивних елементів залежать від частоти, тому, якщо електричне коло містить реактивні елементи, то вони вносять зміни у величину амплітуди і фази прикладеного впливу при зміні його частоти. Тобто, амплітуда і фаза реакції електричного кола, що містить реактивні елементи, є функціями частоти. Ці функціональні залежності доцільно розраховувати відносно до амплітуди і фази струму або напруги на вході електричного кола. Це дозволяє, характеризувати частотні властивості електричного кола безвідносно до амплітудних значень і початкових фаз впливів. Для визначення частотних властивостей електричного кола, використовуються частотна передаточна функція. Частотна передаточна функція може бути представлена, як відношення сигналу на виході до сигналу на вході кола, що представлені вчастотній формі:

Таким чином, комплексна передаточна функція відображає частотні властивості ланцюга, відразу у всьому діапазоні частот та на кожній окремій частоті.

Маючи комплексну передаточну функцію і функцією  завжди можна визначити :

Як і будь-яке інше комплексне число, комплексна передаточна функція може бути представленою у показовій формі:

Модуль комплексної передаточної функції:

називають амплітудно-частотною характеристикою (АЧХ) електричного кола, що показує, як залежить амплітуда реакції ланцюга від частоти впливу. Аргумент комплексної передатної функції

називається фазочастотною характеристикою (ФЧХ) електричного кола і визначає частотну залежність різниці фаз реакції і впливу:

Частотні характеристики електричних кіл описують, безпосередньо електричні кола (не залежать від впливу) і визначається структурою і значеннями параметрів елементів електричного кола.

Визначення операторної передаточної функції

Розрахунок режекторних, смугових фільтрів та фільтрів верхніх частот виконується на основі фільтрів нижніх частот.

Очевидно, що для ФНЧ з граничною частотою ωгр ідеальна частотна залежність коефіцієнта передачі матиме вигляд:

На Рис. 5 зображено залежність нормованого коефіцієнта передачі від нормованої частоти.

Рис. 5

Така частотна характеристика заздалегідь нереалізуєма, обернення в нуль функції , а отже й К, неможливе в реальних радіотехнічних системах.

Тому виникає питання про підбір допустимої апроксимуючої функції, яка б максимально наближалась би до ідеальної і реалізовувалась на основі радіотехнічних пристроїв.

Широко застосування набув метод апроксимації частотної характеристики ідеального ФНЧ, що отримав назву апроксимації по Чебишеву. Частотний коефіцієнт передачі задається формулою:

де ε<=1 – постійне число, що називається коефіцієнтом нерівномірності характеристики в смузі пропускання, а Тn  - многочлен Чебишева n-го порядку, де  n вказує на порядок фільтра. За допомогою наведеної функції можна якісно апроксимувати  ідеальну характеристику ФНЧ, бо в межах смуги пропускання  величина К коливається від 1 до 1/(1+ε2), якщо ж ωн>>1, то фільтр забезпечує максимальне ослаблення сигнала. Взагалі у фільтрів Чебишева, на відміну від, припустимо, баттервортівських фільтрів, частотна характеристика досить відмінна від ідеальної в межах частоти зрізу, проте вона забезпечує майже миттєве спадання фронту на тій самій частоті.

В канонічній формі функція Чебишева записується

де рнn – полюси, в яких знаменник функції обертається в нуль, а рн – Лапласова частота, що пов’язана з циклічною частотою співвідношенням рн=н, де ωн – нормована циклічна частота. Як видно, кількість полюсів визначається порядком фільтра.

Хід роботи

Наведена модель описує вплив фільтра нижніх частот, спроектованого за методом Чебишева на вхідну послідовність прямокутних імпульсів з амплітудою 1В, тривалістю 0,5 сек та лінійною частотою в 1 Гц.

Крім того, наводиться амплітудно-частотна та фазочастотна характеристики використаного фільтру.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70100. Режимы наборов данных 332.5 KB
  Наборы данных могут находиться в различных режимах. Текущий режим набора данных определяется свойством State типа TDataSetState. Оно доступно для чтения во время выполнения приложения и может быть использовано только для текущего режима.
70101. Электронная таблица Excel. Использование встроенных функций 250.5 KB
  Использование встроенных функций. Значения которые используются для вычисления функций называются аргументами. В качестве аргументов функций можно использовать константы ссылки на ячейки имена диапазонов ячеек а также другие функции. EXCEL содержит более 400 встроенных функций.
70102. Многомерная безусловная оптимизация (методы первого и нулевого порядков) 373 KB
  Цель работа: знакомство с методами многомерной безусловной оптимизации первого и нулевого порядка и их освоение, сравнение эффективности применения этих методов конкретных целевых функций.
70104. Статистический анализ параметров и показателей надежности 55.77 KB
  Цель работы Ознакомиться с методами статистического анализа надежности систем. Исходные данные В соответствии с вариантом получаем выборочные значения: N=40
70107. Автоматизация проектирования схем, содержащих триггеры и счётчики 2.15 MB
  Используя программу Electronics Workbench собрать схему для исследования асинхронного RSтриггера с инверсными входами базис ИНЕ на каждом входе поставить контакт реле составить полную таблицу истинности работы триггера.