76409

Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ)

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для практических целей удобнее пользоваться десятичными логарифмами и строить отдельно логарифмическую амплитудную частотную характеристику (ЛАХ) и логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФХ).

Русский

2015-01-30

54.81 KB

26 чел.

Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ)

строится на комплексной плоскости. Она представляет собой

геометрическое место концов векторов (годограф), соответствующих

комплексу частотной передаточной функции при изменении частоты от

нуля до бесконечности (рис. 3.1) [2]. По оси вещественных

откладывается u(), а по оси мнимых – v(). Задаваясь различными

значениями частоты в пределах 0 <  < , находим значения

вещественной u(и мнимой v(частей частотной передаточной

функции.

Затем наносим точки на комплексной плоскости и соединяем их плавной

кривой. Около нанесенных точек можно написать соответствующие им

частоты.

АФЧХ может быть построена и для отрицательных частот. При замене в

частотной передаточной функции +  на   получим сопряженный

комплекс. Поэтому АФЧХ для отрицательных частот может быть 

построена, как зеркальное изображение АФЧХ для положительных

частот относительно горизонтальной оси. На рис. 3.1 АФЧХ для

отрицательных частот показана пунктирной линией.

Вместо АФЧХ можно построить отдельно амплитудную частотную

характеристику (АЧХ) ифазовую частотную характеристику 

(ФЧХ) (рис. 3.2) .

 

Рис. 3.2. Примеры АЧХ (а) и ФЧХ (б)

 

Амплитудная частотная характеристика показывает, как звено пропускает сигнал различной частоты. Оценка пропускания делается по отношению амплитуд выходной и входной величин.

Фазовая частотная характеристика показывает фазовые сдвиги, вносимые звеном в сигнал на различных частотах.

По результатам вычисления модуля и фазы для положительных частот можно сразу построить АЧХ и ФЧХ для всего диапазона частот от -∞ до +∞аналогично АФЧХ [2].

 

3.1.2. Логарифмические частотные характеристики звеньев

Прологарифмируем выражение частотной передаточной функции

.                           (3.8)

Как видно из этого выражения, логарифм частотной и передаточной функции равен комплексному выражению, вещественной частью которого является логарифм модуля, а мнимой – фаза.

Для практических целей удобнее пользоваться десятичными логарифмами и строить отдельно логарифмическую амплитудную частотную характеристику (ЛАХ) и логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФХ).

Для построения ЛАХ находится величина

.                              (3.9)

Эта величина выражается в децибелах (дБ). Бел представляет собой логарифмическую единицу, соответствующую десятикратному увеличению мощности. Один бел – это увеличение мощности в десять раз, два бела – в 100 раз, три бела – в 1000 раз и т. д.

Децибел равен одной десятой части бела. Если бы А(было отношением мощностей, то перед логарифмом в правой части (3.9) должна была бы стоять цифра 10. Так как А(представляет собой отношение не мощностей, а выходной и входной величин (например напряжений, токов, скоростей и т. д.), то увеличение этого отношения в 10 раз будет соответствовать увеличению отношения мощностей в сто раз, что составляет два бела или двадцать децибел. Поэтому в правой части (3.9) стоит цифра 20. Один децибел соответствует изменению амплитуды в  раз, т. е. представляет сравнительно малую величину.

Для построения ЛАХ и ЛФХ используется стандартная сетка (рис. 3.3). По оси абсцисс откладывается угловая частота в логарифмическом масштабе, т. е. наносятся отметки, соответствующие , а около отметок пишется само значение частоты в радианах в секунду.

По оси ординат откладывается модуль в децибелах. Для этой цели на ней наносится равномерный масштаб в децибелах. Ось абсцисс должна проходить через точку нуля децибел, что соответствует значению модуля А() = 1, так как логарифм единицы равен нулю.

Для построения ЛФХ используется аналогичная ось абсцисс (ось частот). По оси ординат откладывается фаза в градусах в равномерном масштабе. Для практических расчетов принято совмещать точку нуля децибел с точкой, где фаза равна минус 180. Таким образом, отрицательный сдвиг по фазе откладывается по оси ординат вверх, а положительный – вниз.

 

Рис. 3.3. Стандартная сетка для построения ЛАХ и ЛФХ

 

Главнейшим достоинством ЛАХ является возможность построения ее во многих случаях практически без вычислительной работы. Это особенно важно тогда, когда частотная передаточная функция может быть представлена в виде произведения сомножителей. Тогда результирующая ЛАХ может быть найдена суммированием ординат ЛАХ, соответствующих отдельным сомножителям [2].


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78985. Сциентизм и антисциентизм, их философские основания и историческая эволюция. Сциентизм и технократизм в их соотношении 16.8 KB
  В Новой Атлантиде Бэкон подробно рассказывает о том как наука практически может улучшать жизнь людей. Здесь наука расценивается как наивысшая культурная ценность наивысший вид духовной деятельности; техника играет главную и решающую роль в развитии общества. Три главных положения сциентизма: Наука может разрешить основные моральные и этические проблемы общества заменяя философию и метафизику.
78986. Взаимодействие наук, его модели, механизмы и типология. Проблема редукционизма, её философско-методологический смысл. Современная интеграция и дифференциация научного знания 18.1 KB
  В процессе развития науки происходит все более тесное взаимодействие естественных социальных и технических наук. Различные науки и научные дисциплины развиваются не независимо а в связи друг с другом взаимодействуя по разным направлениям. Использование данной наукой знаний полученных другими науками.
78987. Синергетика как современная общенаучная парадигма, её основные положения, роль и функции в междисциплинарном взаимодействии наук 78.5 KB
  Неустойчивость означает несохранение близости состояний системы в процессе ее эволюции. Открытость означает признание обмена системы веществом энергией информацией с окружающей средой и следовательно признание системы как состоящей из элементов связанных структурой так и включенности в качестве подсистемы элемента в иное целое. Подчинение означает что функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистеме сверхсистеме при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип самоупрощения системы т.
78988. Социологический дискурс научного знания. Институциональные формы научной деятельности: история и перспективы развития 80 KB
  В конгломерате объединенном общим наименованием социология сосуществуют наука и идеология логика и риторика высокая абстракция и житейский опыт. Одни социологии основаны на умении убеждать и агитировать другие стремятся доказывать свои истины третьи ставят единственной целью сбор и обобщение данных. Джонатан Тернер вероятно высказался слишком безоговорочно когда предположил что социологическая теория представляет собой словесный...
78989. Научное сообщество, его типология и историческая эволюция. Научная школа как информациогенная среда. Особенности научного сообщества в постиндустриальную эпоху 49.5 KB
  Исторические типы научных сообществ: Философские школы школа Эпикура Сад школа Аристотеля Лицей школа Платона Академия Стоики Александрийская школа сосредоточены все виды наук; богословские школы монастырские школы; республика ученых начало XVII века научные сообщества эпохи дисциплинарно организационной науки XVIII XIX в.; междисциплинарные сообщества деятелей науки XX век; научные школы сообщества единомышленников в решении одних и тех же проблем; научные направления; научные коллективы...
78990. Культурологический дискурс науки. Гуманитарные аспекты развития научного знания. Научная рациональность и проблема диалога культур 39 KB
  Научная рациональность и проблема диалога культур Наука является одной из определяющих особенностей современной культуры и возможно самым динамичным ее компонентом. Научная рациональность один из типов рациональности как таковой. Рациональность от лат. Научная рациональность абсолютизирует роль логикометодологических процедур в познании отделяет познавательные акты от ценностных ориентаций сознания и в целом любых проявлений человеческой неразумности иррациональности.
78991. Этические аспекты научной деятельности. Понятие научного этоса и проблема его современного расширения 28.5 KB
  Этика науки изучает нравственные основы научной деятельности совокупность ценностных принципов принятых в научном сообществе и концентрирует в себе социальный и гуманистический аспекты науки. Этические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. На страже этических принципов стоит институт ссылок как академическая составляющая науки. Этос науки правило деятельности ученого отвечает следующим требованиям: 1 универсализм неличностный характер научного знания его объективность деятельность в области...
78992. Аксиологические проблемы научной деятельности. Научные ценности в их соотношении с социальными. Проблема идеологизированной науки 35.5 KB
  Проблема идеологизированной науки. Оно должно исключать ценностные аспекты характерно для классической и неклассической науки. Весь XX век в философии науки шла дискуссия о роли ценностей в науке: являются ли они необходимой движущей силой для развития науки или условием успешной деятельности ученых служит их освобождение от всех возможных ценностных ориентиров Возможно ли полностью исключить из суждений о фактах ценностные предпочтения и познать объект как таковой сам по себе Необходимо ли и возможно ли противопоставление фактичности...