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

14 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

76761. Полость носа 181.99 KB
  Полость носа обладает верхней нижней и парными боковыми стенками. Верхняя стенка состоит из: носовой части лобной кости продырявленной пластинки решетчатой кости и тела клиновидной которые составляют верхнезаднюю часть стенки; парных носовых костей: право и левой образующих передневерхнюю часть стенки. Нижняя стенка включает: небные отростки верхних челюстей и горизонтальные пластинки небных костей – костное небо; носовой гребень который проходит по середине стенки в продольном направлении. Латеральные стенки правая и левая...
76762. Внутреннее основание черепа 184.16 KB
  Внутренняя граница между сводом и основанием выделяется не во всех учебниках: слепое отверстие лобной кости и основание ее глазничных отростков; соединение малых и больших крыльев клиновидной кости латеральная оконечность верхней глазничной щели стык теменноклиновидного и лобнотеменного швов; основание пирамиды височной кости и сосцевиднотеменной шов; борозда поперечного синуса крестообразное возвышение и внутренний выступ затылочной кости. Передняя черепная яма образована: по бокам глазничными частями лобной кости; в центре ...
76763. Наружное основание черепа 183.43 KB
  Наружная граница между сводом и основанием проходит по носолобному шву надглазничным краям скуловым отросткам лобной кости подвисочному гребню клиновидной по основанию скуловых отростков височных костей над наружным слуховым отверстием по верхнему краю через основание сосцевидных отростков; заканчивается по верхней выйной линии и наружному затылочному выступу. В своде по наружной поверхности выделяют передний отдел лоб лобная область с рельефом: чешуя лобной кости на ней лобные бугры правый и левый; надбровные дуги у границы с...
76764. Классификация соединений костей 181.35 KB
  Среди соединений костей различают по анатомической классификации: непрерывные когда между концами костей имеется сплошная соединительная или хрящевая а в последующем и костная ткань; прерывные соединения или суставы главными признаками которых является наличие щели полости между суставными концами костей и синовиальной оболочки в капсуле; полупрерывные соединения или симфизы когда в прослойке между костями хряща или фиброзной ткани появляется щель. В основу биомеханической классификации положены оси проводимые через соединения костей...
76765. Строение и классификация суставов 184.21 KB
  Дополнительные вспомогательные структуры суставов включают: прослойки из хряща: диски мениски суставные губы; укрепляющие устройства из соединительной ткани: связки мембраны окружающие зоны мышечные сухожилия; скопления жировой клетчатки под синовиальной оболочкой; синовиальные складки сумки влагалища завороты синусы. Фиброзный наружный слой образуется из плотной волокнистой соединительной ткани с обилием продольных волокон; укрепляется связками: капсульными внутрикапсульными и внекапсульными. Синовиальный слой мембрана...
76766. Соединения костей черепа 186.79 KB
  В костном небе различают: срединный небный шов – между небными и отростками правой и левой верхней челюсти и горизонтальными пластинками небных костей; поперечный небный шов перпендикулярный срединному шву и соединяющий верхние челюсти с небными костями. Межнижнечелюстной симфиз соединяет правую и левую половины тела нижней челюсти в области подбородка в плодном периоде и грудном возрасте. Основными частями височнонижнечелюстного сустава являются: правая и левая головки нижней челюсти; правая и левая нижнечелюстные ямки височной кости;...
76767. Развитие и строение скелета верхней конечности 185.58 KB
  Вначале кости обращены сгибательной поверхностью к туловищу потом поворачиваются на 90 градусов кнаружи. Все кости кроме ключицы развиваются как вторичные то есть проходят через перепончатую хрящевую и костную стадии. Лопатка плечевая кость кости предплечья трубчатые кости кисти развиваются эндо и перихондральным окостенением кости запястья – энхондральным. Трубчатые кости растут в длину за счет метаэпифизарных хрящей: длинные – верхнего и нижнего ростковая активность каждого зависит от возраста и меняется поочередно короткие –...
76768. Кости и соединения плечевого пояса 181.88 KB
  Строение лопатки – плоской кости треугольной формы: реберная передняя поверхность с лопаточной ямой для одноименной мышцы; задняя дорсальная поверхность с лопаточной остью над и подостной ямами для одноименных мышц; три угла: латеральный угол с суставной впадиной над и подсуставным бугорками шейкой лопатки; верхний угол для прикрепления поднимателя лопатки нижний угол на уровне УIII го межреберного промежутка –ориентир при определении границ легких; два крупных отростка: клювовидный акромиальный с суставной поверхностью для...
76769. Плечевой сустав 180 KB
  У основания клювовидного отростка располагается подсухожильная синовиальная сумка подлопаточной мышцы сообщающаяся с полостью сустава. Мышцы выполняющие движения в плечевом суставе Сгибание – дельтовидная передние пучки большая грудная двуглавая клювоплечевая мышцы. Разгибание – дельтовидная задние пучки длинная головка трехглавой широчайшая мышца спины большая круглая и подостная мышцы. Отведение до горизонтального уровня – дельтовидная и надостная а выше отводят трапециевидная мышца ромбовидные подниматель лопатки приведение...