Лабораторная работа: Линии задержки

1. Экспериментальная часть

1.1 Задания к лабораторной работе

Рассчитать параметры ИЛЗ на звеньях типа k , с такими данными: мкс, мкс, Ом. Тип импульса - прямоугольный. В SymPowerSystems построить модель.

Количество звеньев типа к определим по формуле (1.1).

. (1.1)

При заданных параметрах t_З =27 мкс, t_Ф =0,1 =9 с, n=5,71 . С учетом округления в большую сторону n=6.

Индуктивность звена определим по формуле (1.2).

. (1.2)

В соответствии с вариантом R_Н =30 Ом, тогда L=0,000126Гн=0,126 мГн.

Емкость звена определим по формуле (1.3).

. (1.3)

В соответствии с вариантом R_Н =30 Ом, тогда С=0,14*10^-6 Ф=0,14мкФ.

Смоделируем прямоугольный импульс с длительностью фронта t_Ф =0,1 =9 мкс, для этого пропустим прямоугольный импульс через апериодическое звено с постоянной времени Т, которую определим из формулы (1.4).

, (1.4)

,

.

Учитывая, что время фронта для импульса прямоугольной формы9 с, подставим:

,

(мкс).

С учетом рассчитанных параметров элементов синтезирована электрическая принципиальная схема, приведенная на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Схема электрическая принципиальная для исследования ИЛЗ на звеньях типа k для количества звеньев п

Произвести моделирование схемы и получить графики входных и выходных напряжений при t_Ф =0.05t_И ; t_Ф =0.1t_И ; t_Ф =0.5t_И .

Для t_Ф =0.05t_И и t_Ф =0.5t_И воспользоваться той же схемой (рис.1.1), что и для t_Ф =0.1t_И. В соответствии с формулой (1.4) при t_Ф =0.05t_И =4.5 мкс постоянная времени Т=0.85 мкс, а при t_Ф =0.5t_И =45 мкс постоянная времени Т=8.5 мкс.

3. Принять t_Ф =0.1t_И , произвести моделирование схемы и получить графики входных и выходных напряжений при при количестве звеньев 2n; n; 0,5n.

Схемы для количества звеньев 2n=12 и для 0.5n=3 приведены на рисунках 1.2 и 1.3 соответственно.

Рисунок 1.2 - Схема электрическая принципиальная для исследования ИЛЗ на звеньях типа k для количества звеньев 2n

Рисунок 1.3 - Схема электрическая принципиальная для исследования ИЛЗ на звеньях типа k для количества звеньев 0.5n

2. Экспериментальные исследования

2.1 Исследование ИЛЗ на звеньях типа k

Ход работы.

1. Рассчитала параметры ИЛЗ на звеньях типа k. Произвела моделирование схемы при t_Ф =0.05t_И ; t_Ф =0.1t_И ; t_Ф =0.5t_И и получила графики входных и выходных напряжений (рис.2.1 - 2.3).

2. Приняла t_Ф =0.1t_И , после чего произвела моделирование электрической принципиальной схемы в Sym Power Systems при количестве звеньев 2n, n, 0,5n (рис.1.1-1.3) и получила графики входных и выходных напряжений, представленных на рисунках 2.4-2.6

Рисунок 2.1 - Графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из п звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса при t_Ф =0.5t_И

Рисунок 2.2 - Графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из п=6 звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса при t_Ф =0.1t_И

Рисунок 2.3 - Графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из п звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса при t_Ф =0.05t_И

Рисунок 2.4 - Графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из 2п звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса

Рисунок 2.5 - Графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из п звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса

Рисунок 2.6 - Графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из 0.5п звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса

Выводы

В ходе данной лабораторной работы я изучила принципы моделирования цепей, содержащих индуктивные элементы и цепи с самоиндукцией в пакете SymPowerSystems на примере искусственных линий задержки, определение их характеристик и параметров и представление их в графическом виде.

В SymPowerSystems смоделировала схемы ИЛЗ при воздействии прямоугольного импульса при различных значениях t_Ф , а также при различных значениях п (рис.1.1-1.3). Построила графики входного и выходного напряжения ИЛЗ, состоящие из п звеньев типа k при входном воздействии прямоугольного импульса при различных t_{Ф (} рис.2.1-2.3), а также при различных п (рис.2.4-2.6).

Построив графики можно сделать вывод, что, чем больше время фронта t_Ф относительно времени импульса t_И , то тем меньше время задержки t_3, а также большее количество звеньев типаk используется в ИЛЗ. Следовательно, чем больше звеньев типа k, то тем больше время задержки t_3.

Также можно сделать вывод о том, как влияет длительность фронта на искажение выходного сигнала: чем больше длительность фронта, тем меньше искажение выходного сигнала относительно входного прямоугольного импульса.