Frekvenční charakteristiky

Podobné dokumenty
Grafické zobrazení frekvenčních závislostí

X31EO2 - Elektrické obvody 2. Kmitočtové charakteristiky

Impedanční děliče - příklady

Přechodné děje 2. řádu v časové oblasti

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela obvodové funkce

Předmět A3B31TES/Př. 7

Signál v čase a jeho spektrum

Přenos pasivního dvojbranu RC

Mějme obvod podle obrázku. Jaké napětí bude v bodech 1, 2, 3 (proti zemní svorce)? Jaké mezi uzly 1 a 2? Jaké mezi uzly 2 a 3?

Inverzní Laplaceova transformace

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Stabilita regulačního obvodu

CW01 - Teorie měření a regulace

1 U Zapište hodnotu časové konstanty derivačního obvodu. Vyznačte měřítko na časové ose v uvedeném grafu.

r Odvoď te přenosovou funkci obvodů na obr.2.16, je-li vstupem napě tí u 1 a výstupem napě tí u 2. Uvaž ujte R = 1Ω, L = 1H a C = 1F.

3. Kmitočtové charakteristiky

elektrické filtry Jiří Petržela všepropustné fázovací články, kmitočtové korektory

Kapacita, indukčnost; kapacitor-kondenzátor, induktor-cívka

Czech Technical University in Prague Faculty of Electrical Engineering. Fakulta elektrotechnická. České vysoké učení technické v Praze.

SIGNÁLY A SOUSTAVY, SIGNÁLY A SYSTÉMY

PŘÍKLAD PŘECHODNÝ DĚJ DRUHÉHO ŘÁDU ŘEŠENÍ V ČASOVÉ OBLASTI A S VYUŽITÍM OPERÁTOROVÉ ANALÝZY

ISŠ Nová Paka, Kumburská 846, Nová Paka Automatizace Dynamické vlastnosti členů frekvenční charakteristiky

Statická analýza fyziologických systémů

Pokud není uvedeno jinak, uvedený materiál je z vlastních zdrojů autora

Příklady k přednášce 5 - Identifikace

6 Algebra blokových schémat

Experiment s FM přijímačem TDA7000

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

Teoretický úvod: [%] (1)

12 - Frekvenční metody

ELEKTROTECHNIKA 2 TEMATICKÉ OKRUHY

VLASTNOSTI KOMPONENTŮ MĚŘICÍHO ŘETĚZCE - ANALOGOVÁČÁST

Pracovní třídy zesilovačů

Návrh frekvenčního filtru

Účinky měničů na elektrickou síť

OCHRANA VOJENSKÝCH OBJEKTŮ PROTI ÚČINKŮM VÝKONOVÝCH ELEKTROMAGNETICKÝCH POLÍ, SIMULACE EMC FILTRŮ

Vykreslete převodní, modulovou a fázovou charakteristiku C-R článku. Zjistěte rezonanční frekvenci tohoto článku. Proveďte šumovou analýzu obvodu.

U1, U2 vnější napětí dvojbranu I1, I2 vnější proudy dvojbranu

Měření na nízkofrekvenčním zesilovači. Schéma zapojení:

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

D C A C. Otázka 1. Kolik z následujících matic je singulární? A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Fourierova transformace

Hlavní parametry rádiových přijímačů

Logaritmus, logaritmická funkce, log. Rovnice a nerovnice. 3 d) je roven číslu: c) -1 d) 0 e) 3 c) je roven číslu: b) -1 c) 0 d) 1 e)

Rezonanční obvod jako zdroj volné energie

14 - Moderní frekvenční metody

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Tlumené a vynucené kmity

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

napájecí zdroj I 1 zesilovač Obr. 1: Zesilovač jako čtyřpól

, p = c + jω nejsou zde uvedeny všechny vlastnosti viz lit.

Západočeská univerzita. Lineární systémy 2

Analýza a zpracování signálů. 5. Z-transformace

25.z-6.tr ZS 2015/2016

Kmitočtová analýza (AC Analysis) = analýza kmitočtových závislostí obvodových veličin v harmonickém ustáleném stavu (HUS) při první iteraci ano

IMPULSNÍ A PŘECHODOVÁ CHARAKTERISTIKA,

ANALÝZA PNUS, EFEKTIVNÍ HODNOTA, ČINITEL ZKRESLENÍ, VÝKON NEHARMONICKÉHO PROUDU

Teorie elektronických obvodů (MTEO)

4. Měření rychlosti zvuku ve vzduchu. A) Kalibrace tónového generátoru

ELEKTRONIKA. Maturitní témata 2018/ L/01 POČÍTAČOVÉ A ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY

Studium tranzistorového zesilovače

13 Měření na sériovém rezonančním obvodu

Cvičné texty ke státní maturitě z matematiky

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

Úvod do zpracování signálů

Očekávané výstupy z RVP Učivo Přesahy a vazby

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

Úvod. Integrování je inverzní proces k derivování Máme zderivovanou funkci a integrací získáme původní funkci kterou jsme derivovali

TDA7000. Cílem tohoto experimentu je zkonstruovat FM přijímač s integrovaným obvodem TDA7000 a

ISŠ Nova Paka, Kumburska 846, Nova Paka Automatizace Dynamické vlastnosti členů členy a regulátory

Funkce jedné reálné proměnné. lineární kvadratická racionální exponenciální logaritmická s absolutní hodnotou

Praktické výpočty s komplexními čísly (především absolutní hodnota a fázový úhel) viz např. vstupní test ve skriptech.

Flexibilita jednoduché naprogramování a přeprogramování řídícího systému

6. Viskoelasticita materiálů

Praha technic/(4 -+ (/T'ERATU"'P. ))I~~

elektrické filtry Jiří Petržela filtry se syntetickými bloky

1 Modelování systémů 2. řádu

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Vlastnosti členů regulačních obvodů Osnova kurzu

Příklady k přednášce 14 - Moderní frekvenční metody

ROZKLAD MNOHOČLENU NA SOUČIN

1 Polynomiální interpolace

Wolfram Alpha. v podobě html stránky, samotný výsledek je často doplněn o další informace (např. graf, jiné možné zobrazení výsledku a

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

2. GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II

Příklady na testy předmětu Seminář z matematiky pro studenty fakulty strojní TUL.

Elektromechanický oscilátor

Zápis čísla v desítkové soustavě. Číselná osa Písemné algoritmy početních operací. Vlastnosti početních operací s přirozenými čísly

Filtrační analogové obvody pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_04_Zesilovače a Oscilátory

Lineární a adpativní zpracování dat. 3. Lineární filtrace I: Z-transformace, stabilita

Zásady regulace - proudová, rychlostní, polohová smyčka

Očekávané výstupy z RVP Učivo Přesahy a vazby

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

Příklad. Řešte v : takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar

PŘÍMKA A JEJÍ VYJÁDŘENÍ V ANALYTICKÉ GEOMETRII

ÚPGM FIT VUT Brno,

Transkript:

Frekvenční charakteristiky EO2 Přednáška Pavel Máša

ÚVODEM Frekvenční charakteristiky popisují závislost poměru amplitudy výstupního ku vstupnímu napětí a jejich fázový posun v závislosti na frekvenci Mohou popisovat např.: Jaké frekvence propustí filtr Výhybka reprosoustavy Vstupní díl rádia / televize Splitter ADSL zásuvky Antialiasingový filtr CD přehrávače Jaké frekvenční pásmo je schopen zpracovat audiozesilovač Kolik snímků za sekundu a v jakém rozlišení může zobrazit analogový monitor (souvisí s frekvenčním rozsahem jeho zesilovače)

PŘENOSOVÁ FUNKCE OBVODU A JEJÍ GRAFICKÁ REPREZENTACE Uvažujme lineární dvojbran Závislost výstupního napětí na frekvenci můžeme vyjádřit přenosem Přenos je funkcí proměnné ω; graficky můžeme tuto funkci znázornit buď:. V komplexní rovině jako Hodograf (Nyquistova frekvenční charakteristika) Im 0,5 ω 0,5 0 0,5 Re 0,5 ω=0 ω Následující grafy představují frekvenční charakteristiku integračního RC obvodu Hodograf je křivka v komplexní rovině, jejímž bodům jsou přiřazeny hodnoty frekvence ω Vzdálenost vybraného bodu křivky (odpovídajícím určité frekvenci ω) od počátku určuje modul přenosu Úhel mezi reálnou osou a spojnicí vybraného bodu křivky s počátkem určuje fázi přenosu Hodograf pasivních obvodů s vyjímkou rezonančního leží uvnitř jednotkové kružnice Má význam pro hodnocení stability obvodů se zpětnou vazbou (Nyquistovo kritérium stability) v praxi je jednodušší změřit frekvenční charakteristiku obvodu, nežli hledat póly (neznámého) přenosu

2. Rozdělena na dva grafy jako modulová a fázová frekvenční charakteristika [db] [rad] Modulová charakteristika je vynášena jako Obě osy modulové charakteristiky jsou logaritmické Jednotkou je decibel [db] Fázová charakteristika je vynášena jako Osa x fázové charakteristiky je logaritmická, osa y je lineární Jednotkou je radián [rad]

BODEHO ASYMPTOTICKÉ CHARAKTERISTIKY Ve 30. létech minulého století navrhl Hendrik Wade Bode jednoduchou metodu kreslení amplitudových a fázových frekvenčních charakteristik Touto metodou je možné nakreslit velmi přesné charakteristiky bez grafiky počítače Frekvenční charakteristiky nám dávají informaci o časových konstantách obvodu (v přechodných dějích), činiteli jakosti rezonančního obvodu a pod. Přenos obvodu je obecně P M k=0 P (p) = b kp k P N k=0 a kp = b 0 + b p + b 2 p 2 + + b M p M k a 0 + a p + a 2 p 2 + + a N p N Q M k= = K (p z k) Q N k (p p k) = b M (p z )(p z 2 ) (p z M ) a N (p p )(p p 2 ) (p p N ) z k p k jsou kořeny polynomu v čitateli nuly jsou kořeny polynomu ve jmenovateli póly zde jsou ukryty časové konstanty obvodu Rozdělením přenosu na parciální zlomky a zpětnou transformací bychom nalezli přechodovou charakteristiku obvodu Grafem přenosu je trojrozměrná plocha nad p rovinou Nás ale více zajímá řez touto plochou, kdy ¾ =0 p = ¾ + j =0+j = j Tím se dostáváme k harmonickému ustálenému stavu Proměnnou nebude frekvence ω, ale komplexní frekvence jω

pól (jde až do ) P(j) = P M k=0 b k(j) k P N k=0 a k(j) k = frekvenční charakteristika žlutý řez je výše uvedenou modulovou charakteristikou b 0 + b j + b 2 (j) 2 + + b M (j) M a 0 + a (j)+a 2 (j) 2 + + a N (j) N Q M k= = K (j z k) Q N k (j p k) = b M (j z )(j z 2 ) (j z M ) a N (j p )(j p 2 ) (j p N )

Podstatou Bodeho charakteristik jsou vlastnosti logaritmu, jmenovitě: Logaritmus součinu je součet logaritmů Logaritmus podílu je rozdíl logaritmů log = 0 Vzhledem ke třetí uvedené vlastnosti je potřeba normovat závorky v rozkladu kořenových činitelů: μ j z k = z k j + z k Potom, pokud, log ³ j + 0 z k z k μ À, log ³ j + log z k z k z k Q M P 0 (j) = K 0 k= (j z k +) Q N k (j p k +) = b M( z )( z 2 ) ( z M ) a N ( p )( p 2 ) ( p N ) (j k= Graficky úsečka se sklonem 20 db / dekádu z M +) (j p +)(j p 2 +) (j p N +) z +)(j z 2 +) (j Modulová charakteristika: MX F db () =20log( P 0 (j) ) =20log(K 0 NX ))+ 20 log μ j + 20 log μ j + z k p k Fázová charakteristika: '() =arg(p 0 (j)) = MX arg k= μ j + z k NX arg k= μ j + p k k=

Nyní budeme zkoumat frekvenční charakteristiku RLC obvodu stejného, na kterém jsme zkoumali přechodné děje 2. řádu P (p) =. R = 4 kω pc pl + R + pc P (p) = = L = H C = μf R = 4 kω, 2 kω a kω p 2 LC + prc + = LC p 2 + p R L + p 2 +4000p + P(j) = p ;2 = 2000 p 2000 2 = 2000 732: = 3732: = 267:9 P 0 (j) = 3732: 267:9 (j 3732: +)(j LC (j) 2 + 4000(j)+ 267:9 +) = (j (j) ;2 = 3732: = 267:9 3732: +)(j 267:9 +)

2. R = 2 kω P (p) = p 2 +2000p + P(j) = (j) 2 + 2000(j)+ p ;2 = 000 p 000 2 = 000 (j) ;2 = 000 P 0 (j) = 3. R = kω P (p) = 000 000 (j = 000 +)2 (j 000 +)2 p 2 +000p + P(j) = p ;2 = 500 p 500 2 = 500 866j (j) 2 + 000(j)+ P 0 (j)= 06 000 2 (j 000 )2 + j 000 + = (j 000 )2 + j (j) ;2 = 500 866j 000 + r Q