Jump to content

    
Sign in to follow this  
Booleek789

Воздействие прямоугольных импульсов различной частоты на LC цепь

Recommended Posts

Есть последовательное соединение катушки индуктивности и конденсатора. При моделировании заметил одну особенность: изменение частоты синусоидального сигнала оказывает значительное влияние на выходной сигнал данной цепи (т.к. изменение частоты входного сигнала , а следовательно и w - угловой частоты, вызывает изменение реактивных сопротивлений данных элементов).

 

Подача на вход прямоугольных импульсов различной частоты практически никакого влияния на выход не оказывает (на выходе получаются те же прямоугольные импульсы, только с небольшим перерегулированием). Наибольшее влияние оказывает скорость нарастания и спада фронта импульсов. Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

Share this post


Link to post
Share on other sites
аибольшее влияние оказывает скорость нарастания и спада фронта

это и есть ответ. прямоугольные импульсы имеют другой спектр. L и C не имеют ИИ и работают опираясь на ток, заряд.

Share this post


Link to post
Share on other sites
(на выходе получаются те же прямоугольные импульсы, только с небольшим перерегулированием)... Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

Здесь нет активных элементов, поэтому о перерегулировании говорить некорректно. Ваша схема есть фильтр, который просто искажает спектр входного сигнала.

Share this post


Link to post
Share on other sites

smalcom, а как рассчитать спектр синусоидального сигнала и прямоугольных импульсов?

ШСА, а что если активная нагрузка (в виде простого резистора) присутствует?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

сказывается точно также как и синусоидальные колебания тех-же частот. А если вы этого не заметили, то плохо смотрели. Перепроверьте.

Share this post


Link to post
Share on other sites
сказывается точно также как и синусоидальные колебания тех-же частот. А если вы этого не заметили, то плохо смотрели. Перепроверьте.

 

На рисунке ниже представлена исследуемая схема:

post-76891-1452406433_thumb.jpg

 

На этом рисунке представлен выходной сигнал при одной частоте следования импульсов:

post-76891-1452406489_thumb.jpg

 

А на этом рисунке при другой частоте:

post-76891-1452406510_thumb.jpg

 

Значение выходного сигнала и вид переходных процессов при нарастании и спаде импульсов не поменялись. В данном случае частота никак не повлияла на выходной сигнал. Каким образом частота следования импульсов должна повлиять на выходной сигнал?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Значение выходного сигнала и вид переходных процессов при нарастании и спаде импульсов не поменялись. В данном случае частота никак не повлияла на выходной сигнал. Каким образом частота следования импульсов должна повлиять на выходной сигнал?

Посчитайте резонансную частоту Вашей системы, и тогда поймёте где здесь частота сигнала, а где "звон" (что Вы назвали перерегулированием)

Share this post


Link to post
Share on other sites

В чем то Вы правы, с синусом аналогичная картина. Значит в первом посте Вы ошибались, насчет синуса.

На рисунке ниже представлена исследуемая схема:

 

 

На этом рисунке представлен выходной сигнал при одной частоте следования импульсов:

 

 

А на этом рисунке при другой частоте:

 

В данном случае частота никак не повлияла на выходной сигнал. Каким образом частота следования импульсов должна повлиять на выходной сигнал?

post-42757-1452413186_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
Значение выходного сигнала и вид переходных процессов при нарастании и спаде импульсов не поменялись.

у вас смешаны понятия. частота следования импульсов и частота синусоидального сигнала - это не одно и тоже.

кстати, а какой результат на выходе фильтра вы ожидаете при использовании прямоугольных импульсов?

 

небольшое художество для пояснения.

post-28718-1452458356_thumb.png

 

так вот, будем считать, что горбы - это полусинусоиды. частота следования импульсов - 1 Гц, а частота синусоиды - 1 МГц.

фронт(спад) прямоугольного импульса - это как обрезанный по высоте кусок синусоиды с оооочень высокой частотой. И эту частоту

можно узнать по времени нарастания(спаданя).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Прямоугольные импульсы содержат множество спектральных составляющих. Первая гармоника соответствует периоду повторения, а остальные спадают в соответствии с длительностью импульса по sin(x)/x закону (вместо x длительность и период участвуют).

Пройдя через ФНЧ, часть гармоник подавится. Значит, импульс сформируется с выбросами (в идеале получается эффект Гиббса). Если же даже и основная гармоника попадет в полосу подавления, вот тогда амплитуда и начнет уменьшаться.

Аналогичное поведение можно увидеть и в RC фильтре.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А какая частота среза у вашего фильтра? Может она выше, чем т.н. knee frequency входного сигнала? В таком случае фильтр пропустит весь сигнал. Напомню, что knee frequency зависит только от крутизны нарастания/падения фронтов, knee freq = 0.5 / (T rise)

Edited by honeycomb0

Share this post


Link to post
Share on other sites

Окей, вторая попытка. В работе с передачей цифровых сигналов, часто используют такое понятие как "knee frequency" - это приблизительная оценка bandwidth цифрового сигнала (т.е. бОльшая часть энергии сигнала придется на полосу "0Гц - Knee Frequency"). Приблизительная, потому что истинный спектр сигнала заходит за предел "knee frequency", однако частоты за его пределом имеют крайне малую амплитуду, и значит ими можно пренебречь. Knee Frequency цифрового сигнала зависит только (и только) от крутизны его фронтов. Я привел формулу выше, здесь же приведу пример: если наш сигнал имеет крутизну фронтов (время нарастания фронта от 10% до 90% амплитуды сигнала, или время спада фронта от 90% до 10%) равно 10нс, то может считать что наш цифровой сигнал имеет приблизительный bandwidth в 56МГц. Если наш фильтр имеет срез выше 56МГц, то сигнал практически не будет тронут фильтром.

 

Простите, график не на русском.

post-82671-1452773603_thumb.png

Edited by honeycomb0

Share this post


Link to post
Share on other sites

да я то знаю, почему проходят прямоугольные импульсы. и по номиналам могу посчитать частоту среза. и тут хотят объяснить человеку на какие физические величины он напоролся и как "читать" импульсы.

если бы вы прочитали тему, то поняли бы это. а вы?

такое понятие как "knee frequency"
bandwidth

вы где, блин, находитесь? сыпание терминами, причём иностранными, говорит о том, что в самой теме вы плаваете и пользуетесь просто эмпирическим "подгоном" от кого не понимая сути.

перечитайте сообщения ветки ещё раз. если ваша настольная книга - дианэтика, то смените её на ТОЭ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this