А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Гармонійний сигнал

Гармонійний сигнал добре прогнозується оператором, а тому оператор легко адаптується до зміни характеристик такого сигналу.

Цифровий частотомір в режимі вимірювання періоду. а - структурна схема. б - часові діаграми. Гармонійний сигнал, період Тх якого потрібно виміряти, після проходження вхідного пристрою ВУ (і - вихідний сигнал ВУ) і формувача імпульсів Ф2 перетвориться в послідовність коротких імпульсів иг з аналогічним періодом. У пристрої формування і управління УФУ з них формується строб-імпульс мз прямокутної форми і тривалістю Т х, що надходить на один з входів тимчасового селектора ВС, На другий вхід цього селектора подаються короткі імпульси щ з зразковим періодом проходження Т 0 створені формувачем Ф1 з коливань генератора опорної частоти ГОЧ.

Гармонійний сигнал широко використовується в вимірювальної техніки для аналізу і синтезу вимірювальних сигналів.

Гармонійний сигнал є одним з широко поширених тестових сигналів, що застосовуються для аналізу характеристик ланцюгів. Крім нього до тестових відносяться ще дві дуже важливі в радіотехніці функції: дельта-функція і функція одиничного стрибка.

Гармонійний сигнал wl7msm (u) f p) характеризується амплітудою, частотою і фазою.

Гармонійний сигнал зазнає фазовий зсув тільки при проходженні через нелінійне ланка з неоднозначною нелинейностью, коли одним і тим же значенням ХВК можуть відповідати різні значення л: вих.

Класична схема однотактного підсилювача класу AD. | Тимчасові діаграми підсилюється напруги. Гармонійний сигнал, що підлягає посиленню, подається на вхід ШІМ і перетворюється в прямокутні імпульси, ширина яких пропорційна миттєвим значенням підсилюється сигналу. Амплітуда про-модульованого по тривалості сигналу посилюється підсилювачем імпульсів до необхідного значення. 
Гармонійний сигнал генератора Г подають на вхід вимірюваного об'єкта ІВ, на виході якого включений аналізатор спектру АС або аналізатор гармонік, За допомогою аналізатора спектра отримують спектрограму вихідного сигналу, вимірюють абсолютні або відносні значення амплітуд вищих гармонійних і першої гармоніки і за формулою (6 - 5) обчислюють коефіцієнт гармонік. Якщо використовують аналізатор гармонік, то його налаштовують вручну на кожну наступну гармоніку, записують їх значення і обчислюють /Сг по тій же формулі. Аналітичний спосіб трудомісткий і застосовується з метою з'ясування ролі кожної гармоніки окремо.

Зовнішній гармонійний сигнал, що подається на колекторний кінець лампи, істотно впливає на форму спектра вихідного сигналу. Якщо потужність зовнішнього сигналу Рвн на порядок менше вихідний інтегральної потужності Рвих, то спектр просто сильно деформується. Якщо вхідна потужність досить велика, то можлива дискретизація спектра під дією зовнішнього сигналу. Це явище демонструється на рис. 13.4 а, б, де наведено спектри автономної генерації, зовнішнього сигналу і неавтономної генерації, і на рис. 13.4 б, де на площині частота-потужність зовнішнього сигналу наведені області відповідні дискретизації спектра.

Структурна схема методом який реалізується вимірювання напруги гар -, J. Гармонійний сигнал генератора Г подають на вхід вимірюваного об'єкта ІВ, на виході якого включений аналізатор спектру АС або аналізатор гармонік. За допомогою аналізатора спектра отримують спектрограму вихідного сигналу, вимірюють абсолютні або відносні значення амплітуд вищих гармонійних і першої гармоніки і за формулою (6 - 5) обчислюють кое іціент гармонік. Якщо використовують аналізатор гармонік, то його налаштовують вручну на кожну наступну гармоніку, записують їх значення і обчислюють Ке по тій же формулі. Аналітичний спосіб трудомісткий і застосовується з метою з'ясування ролі кожної гармоніки в окремо.

Схема експериментального визначення, частотних характеристик пароперегрівача прямоточного котла.

Гармонійний сигнал постійної напруги контролюється безпосередньо милливольтметром постійного струму.

Проходження гармонійного сигналу і тут визначається частотними характеристиками інерційного елемента. Загасання аперіодичної складової залежить від постійної часу елемента.

Потужність гармонійного сигналу пропорційна квадрату його амплітуди і не залежить від його фази.

Підсилювачі гармонійних сигналів призначені для посилення періодичних сигналів різної величини і форми. До таких підсилювачів відносяться: мікрофонні радіомовні магнітофонні та ряд інших.

Підсилювачів гармонійних сигналів і підсилювачів імпульсів, що застосовуються в радіотехніці присвячена велика спеціальна література, тому тут вони ке розглядаються.

Поширення гармонійного сигналу по ланцюжках чотириполюсників досліджується відносно просто, і це питання викладено в численних посібниках.

Амплітуда гармонічного сигналу з частотою 10 МГц на навантаженні з ємністю до 2 нф становить 5 В, а амплітуда сигналу з частотою 6 МГц на навантаженні з ємністю до 3 5 нФ дорівнює 10 В Тривалість керуючих сигналів від 0 1 мкс до десятків мілісекунд.

Перетворювач гармонійного сигналу в прямокутний. Перетворення сигналу (рис. 1326) здійснюється за рахунок насичення транзисторів. Негативна напруга 5 В проходить через діоди VD2 і VD3 і подається на вихід. Коли на вході буде позитивна полуволна, транзистор VT2 закритий. У емітерний ланцюга цього транзистора з'являється позитивне напруга.

Для гармонійного сигналу очевидним критерієм якості відтворення є робоча смуга частот, в межах якої амплітудна похибка і нелінійність фазової характеристики не виходять за межі встановлених допусків.
  Частоту гармонійного сигналу плавно змінює оператор.

Для гармонійного сигналу воно визначається відношенням комплексної амплітуди напруги, що подається на вхід приладу, до комплексної амплітуді струму, що викликається цим напругою у вхідному ланцюзі: ZBXUBX /IBX. Від вхідного опору залежить ступінь впливу приладу на роботу схеми, до якої він підключається.

Приклад спектра високочастотного сигналу. | Тимчасові діаграми ЕРС низькочастотного (а і високочастотного (б сигналів. До гармонійним сигналам, перш за все, відносяться сигнали звукової частоти, сприйняття яких нашими органами слуху практично не залежить від того, однаково чи по-різному зсув у часі окремих складових спектра частот.

Управління гармонійними сигналами в перемикачі (рис. 720) здійснюється за допомогою польових транзисторів різного типу провідності. Вхідний сигнал підключається на один з двох виходів.

Вимірюється величина дс (про і сигнали вимірювальної інформації у (б - м.

У гармонійних сигналах інформативними параметрами можуть бути амплітуда УОТ) кутова частота про або фаза пор. Зміна інформативного параметра гармонійного сигналу відповідно до зміни вимірюваної величини х називають модуляцією цього сигналу.

При гармонійних сигналах огинає виявляється негармоніческое. Це означає, що при детектуванні звичайним прігмніком з'являться нелінійні спотворення.

У підсилювачах гармонійних сигналів підводиться до трансформатора коливання є складним і може розглядатися як періодичне. У цих умовах нелінійність характеристики намагнічування матеріалу осердя, так само як і нелінійність характеристики підсилювального елемента, призводить до появи в вихідному сигналі вищих гармонік і комбінаційних частот, амплітуда яких залежить від даних трансформатора і умов його роботи.

Середнє значення гармонійного сигналу, очевидно, дорівнює нулю.
 Середні значення гармонійних сигналів (223) дорівнюють нулю: Цю. При сильною позитивною зв'язку (Д]2 1 - сигнали в фазі) функція щільності спільного розподілу зосереджена на відрізку прямої х а - Xz /az О, при сильній негативного зв'язку (Rw - - 1 - сигнали в проти-вофазе) вона зосереджена на відрізку прямий xi /ai - j - 2/2 О, причому найбільші значення припадають на кінці відрізків.

При розгляді гармонійних сигналів і електричних ланцюгів, що знаходяться під їх впливом, широко використовується символічний метод комплексних амплітуд, який дозволяє в більш простому вигляді здійснювати різні лінійні перетворення. Це перетворення не означає, що в електричному ланцюзі з'явилися комплексні або уявні струми, а є лише зручним методом, що дозволяє спростити математичні операції.

Схема генератора на польовому транзисторі (а і його схема заміщення (б. В генераторах гармонійних сигналів ланцюг позитивного зворотного зв'язку виконується таким чином, щоб умова балансу фаз виконувалося на одній єдиній частоті на якій також виконується умова балансу амплітуд.

До підсилювачів гармонійних сигналів і до підсилювачів імпульсоз, гтіменяемим наприклад, в телебаченні пред'являють жорсткі вимоги щодо допустимих спотворенні. Ці вимоги полягають у тому, що форма вихідного сигналу повинна досить точно (в межах заданих допусків) відповідати формі вхідного сигналу. Тому такі підсилювачі працюють в активній області характеристик підсилювальних елементів.

Сигнал і частота генератора що хитається частоти. а - сигнал імпульсної форми. б - сигнал безперервний. Зміна форми гармонійного сигналу, возникаю-ний в результаті його проходження через пристрій, що містить нелінійні елементи, називається нелінійним спотворенням.

За допомогою гармонійного сигналу встановимо основні показники підсилювача. Цим терміном будемо позначати такі кількісні характеристики підсилювача, які дозволяють судити про роботу підсилювача в цілому як елемента складного тракту зв'язку, але які не характеризують процесів, що відбуваються в підсилювачі.

Розглядається сума гармонійного сигналу u (t) Umcose0t і вузькосмугового нормального шуму X (t), спектральна щільність потужності якого симетрична щодо середньої частоти спо. Дисперсія А2 випадкового процесу X (t) задана.

При посиленні гармонійних сигналів воно визначається твором максимального струму лампи на модуль опору навантаження. Так як максимальний струм лампи залежить тільки від типу лампи і не залежить від частоти (мається на увазі відеочастоти), то максимальна вихідна напруга пропорційно модулю опору навантаження.

При проходженні гармонійного сигналу будь-якої частоти через це ланка амплітуда сигналу змінюється в До раз, а фаза залишиться незмінною. Амплітудно-фазова характеристика - точка на осі абсцис, що відстоїть на відстані До від початку координат. Так як ланка безінерційний, перехідна функція h (t) повторює одиничну ступінчасту функцію з коефіцієнтом передачі К.

Для отримання гармонійних сигналів вищих частот зазвичай використовуються лампові і напівпровідникові генератори (див. Гл. Спектр модульованого гармонійним сигналом коливання складається з трьох компонент - несучої і двох бічних частот. Якщо модулятшя проводиться сигналом зі складним спектральним складом, то спеюр модулированного коливання складається з несучою і двох бічних смуг частот модуляції.

Нехай явх є гармонійний сигнал частоти о, відгук л вих на цей сигнал буде також гармонійним сигналом тієї ж частоти з. Уявімо хвх і лгвих векторами в комплексній площині позначивши їх відповідно Х (а) і Хвкх. Тоді їх ставлення /(зі) Хвих /Авх є комплексний коефіцієнт передачі на частоті зі.

Подання гармонійного сигналу a (t у вигляді комплексної функції (зображення. При лінійних перетвореннях гармонійного сигналу він залишається гармонійним з незмінною частотою. Змінюється лише амплітуда А і початкова фаза ф коливання. Це означає, що в будь-яких лінійних електричних ланцюгах, що знаходяться під впливом гармонічного сигналу, струми і напруги також залишатимуться гармонійними і тієї ж частоти. Таким чином, при необхідності виконання різних лінійних перетворень гармонійних сигналів з однаковою частотою зі досить, виконавши відповідні перетворення комплексних амплітуд цих сигналів, знайти комплексну амплітуду сигналу, одержуваного в результаті перетворень.

Найбільш поширеними генераторами гармонійних сигналів є генератори, в яких ланцюг позитивного зворотного зв'язку виконана на послідовних чи паралельних резонансних контурах, на фазосдвігающім-чих RC - або RL-ланцюгах.

Принцип вимірювання частоти гармонійного сигналу цифровим методом пояснює рис. 7.7 де наведені структурна схема цифрового частотоміра в режимі вимірювання частоти і тимчасові діаграми до його роботі.

Принцип вимірювання періоду гармонійного сигналу цифровим методом за допомогою цифрового частотоміра пояснюється рис. 7.8 де наведені структурна схема пристрою в режимі вимірювання періоду гармонійного коливання і відповідні його роботі тимчасові діаграми. Вимірювання часу Г, цифровим методом засновано на заповненні його імпульсами, що випливають із зразковим періодом Т0 і підрахунку числа МХ цих імпульсів.

Знайдіть комплексну огибающую гармонійного сигналу s (t) U0 sinco0 /, - oof oo, виб-рав в якості опорної частоти величину спо.

Для здійснення AM гармонійного сигналу досить в ланцюг проходження сигналу включити керуючий елемент. Залежно від керуючого (модулюючого) сигналу змінюється провідність ланцюга. На її виході змінюється амплітуда сигналу.

Параметри вимірювальних генераторів гармонійних сигналів: частотні - F - na - раметри; рівня вихідного сигналу напруги - U-параметри або потужності - Р - параметри; амплітудної модуляції - АМ-параметрьт; частотної модуляції - FM-параметри; імпульсної модуляції - РМ-параметри; частотної маніпуляції - FT-параметри; фазової маніпуляції - ЧТ-параметри.

Розроблений метод планування оптимальних гармонійних сигналів дозволив сформувати оптимальний тестовий вхідний сигнал в проблемі ідентифікації математичної моделі лінійної динамічної системи типу чорний ящик і на чисельному прикладі показана його ефективність.