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

36539. Структура языка Паскаль. Константы, переменные, стандартные функции 33 KB
  Константы переменные стандартные функции Любая программа на Турбо Паскале имеет одну и ту же общую структуру: [progrm имя программы ;] [ раздел описаний ] begin раздел операторов end. Эта структура состоит из заголовка программы необязательного раздела описаний который может в особых случаях отсутствовать и раздела операторов содержащего хотя бы один оператор. Имя программы идентификатор выбираемый программистом. В разделе описаний должны быть описаны все нестандартные имена используемые далее в разделе операторов этой программы.
36540. Арифметические выражения в Паскаль 26 KB
  Целые числа типа integer это числа диапазона 32768 . Константы типа integer обычные целые числа возможно со знаком. В этих числах недопустимы точка или запятая.
36541. Структура типов данных в Паскаль 25 KB
  Концепция типа для данных В языке Паскаль существует правило: тип явно задается в описании переменной или функции которое предшествует их использованию. Концепция типа языка Паскаль имеет следующие основные свойства: любой тип данных определяет множество значений к которому принадлежит константа которые может принимать переменная или выражение или вырабатывать операция или функция; тип значения задаваемого константой переменной или выражением можно определить по их виду или описанию; каждая операция или функция требует аргументов...
36542. Операторы ввода и вывода данных. Ввод и вывод для файлов 24 KB
  Синтаксическая структура этих операторов: red список переменных ; redln список переменных ; список переменных ::= переменная { переменная } Смысл этих операторов заключается в том что вводимые с клавиатуры значения становятся значениями соответствующих переменных из списка т. При этом список переменных просматривается слева направо до его исчерпания. Синтаксическая структура этих операторов: write список выражений вывода ; writeln список выражений вывода ; список выражений вывода ::= выражение { выражение } В операторах вывода...
36543. Оператор присваивания, совместимость и преобразование типов данных 29 KB
  Совместимость левой и правой частей присваивания по типу означает либо равенство типов либо случаи когда тип выражения правой части автоматически преобразуется к типу левой части. Эти случаи автоматического преобразования типов для известных нам стандартных типов исчерпываются следующими:  Тип переменной левой части rel а тип выражения правой части integer т. Для согласования типа выражения с типом переменной левой части присваивания иногда могут потребоваться явные преобразования типов которые можно выполнить с помощью стандартных...
36544. Файлы в Паскаль. Описани и назначение 28 KB
  Описани и назначение Формально файл неопределяемое понятие однако мы можем определить его как множество данных объединенных логическими связями. Физический файл это реально существующее множество данных в памяти объединенных некоторым именем и возможно расширением.dt имя физического файла dt расширение файла. Существует понятие полного имени включающее полный путь до файла: D: .
36545. Итерационные циклы. Кодирование в Паскале. Примеры 28 KB
  Дано: [b] Fx=0 EPS точность; Найти: Xr корень FXr значение функции в корне должно стремиться к 0 k число приближений итераций. Суть метода можно сформулировать так пока b EPS. Дано: [b] X0=b 2 начальное приближение fx=x EPS. До тех пор пока d EPS.
36546. Алгоритмы обработки одномерных массивов.Сортировка.Сравнить 2 метода 30 KB
  Первый шаг сортировки методом пузырька 1Сравниваем первый и второй элементы массива. 2Сравниваем второй и третий элементы массива. 3Cравниваем предпоследний N1 и последний N элементы массива. Повторяем вышеуказанные действия для части массива начиная с 1 позиции до N1 шаг 2.
36547. Приближенные вычисления. Метод бисекций, метод ньютона 26 KB
  Метод бисекций метод ньютона. Метод Ньютона Часто на практике приходиться решать уравнения. В данной лекции мы рассмотрим метод Ньютона который называют ещё методом касательных или методом линеаризации. Задача заключается в том чтобы найти и уточнить этот корень методом касательных Ньютона.