2.2 Анализ прохождения прямоугольного видеоимпульса через интегрирующую цепь.

Рисунок 12 – Схема электрическая принципиальная

Анализ АЧХ, ФЧХ звена дифференцирующей RC- цепи для C = 4,7 nF, используя модель S1 источника сигнала ГИС.

Рисунок 13 – Графики АЧХ и ФЧХ для источника S1

Верхний график – АЧХ (по оси Y – коэффициент передачи DB(V(Uout)/V(In)) в децибелах, нижний график – ФЧХ (по оси Y – фаза PHV(U(out)) в градусах. На графиках по оси X частота F в логарифмическом масштабе.

Частота  f_гр  для  уровня  –3 дБ (0,707 раза) и значение фазы на частоте f_гр: f_гр = 0,896 кГц; =-44,805^о.

Для заданных R и C рассчитаем значение граничной частоты. R = 39 ^. 10³ Ом; С = 4,7 ^. 10^-9 Ф => f_гр =

Рисунок 14 – Переходная характеристика цепи

Верхний график показывает временную зависимость сигналов на входе (скачек напряжения) Uвх(t) и выходного Uвых(t) (переходная характеристика) для времени T от 0 до 20 мкс. По оси Y – напряжения входного V(Uin) и выходного V(Uout) сигналов в вольтах, по оси X – время в микросекундах. Нижний график – амплитудный спектр напряжения на входе цепи – MAG(HARM(V(Uin))) и выходе – MAG(HARM(V(Uout))) в милливольтах, от частоты F в мегагерцах .

Анализ АЧХ, ФЧХ звена дифференцирующей RC- цепи для C = 4,7 nF, используя модель S2 источника сигнала ГИС.

Рисунок 15 – Графики АЧХ и ФЧХ для источника S2

Верхний график – АЧХ (по оси Y – коэффициент передачи DB(V(Uout)/V(In)) в децибелах (дБ), нижний график – ФЧХ (по оси Y – фаза PHV(U(out)) в градусах. На графиках по оси X частота F в логарифмическом масштабе.

=-45,667^о. f_гр = 0,896 кГц;

Рисунок 16 – Переходная характеристика цепи

Анализ АЧХ, ФЧХ звена дифференцирующей RC- цепи для C = 4,7 рF, используя модель S1 источника сигнала ГИС.

Рисунок 17 – Графики АЧХ и ФЧХ для источника S1

На рисунке 17 верхний график – АЧХ (по оси Y – коэффициент передачи DB(V(Uout)/V(In)) в децибелах, нижний график – ФЧХ (по оси Y – фаза PHV(U(out)) в градусах. На графиках по оси X частота F в логарифмическом масштабе.

Частота  f_гр  для  уровня  –3 дБ (0,707 раза) и значение фазы на частоте f_гр:

f_гр = 873 кГц; =-45,344^о.

Анализ ПХ цепи.

Рисунок 18 – Переходная характеристика цепи

Верхний график показывает временную зависимость сигналов на входе (скачек напряжения) Uвх(t) и выходного Uвых(t) (переходная характеристика) для времени T от 0 до 20 мкс. По оси Y – напряжения входного V(Uin) и выходного V(Uout) сигналов в вольтах, по оси X – время в микросекундах. Нижний график – амплитудный спектр напряжения на входе цепи – MAG(HARM(V(Uin))) и выходе – MAG(HARM(V(Uout))) в милливольтах, от частоты F в мегагерцах .

Анализ АЧХ, ФЧХ звена дифференцирующей RC- цепи для C = 4,7 nF, используя модель S2 источника сигнала ГИС.

По рис. 17 определяем:

f_гр = 872 кГц; =-45,138^о.

Для заданных R и C рассчитаем значение граничной частоты.

R = 39 ^. 10³ Ом; С = 4,7 ^. 10^-12 Ф.

f_гр =

Рисунок 19 – Графики АЧХ и ФЧХ для источника S2

Верхний график – АЧХ (по оси Y – коэффициент передачи DB(V(Uout)/V(In)) в децибелах (дБ), нижний график – ФЧХ (по оси Y – фаза PHV(U(out)) в градусах. На графиках по оси X частота F в логарифмическом масштабе.

Рисунок 20 – Переходная характеристика цепи

Вывод: форма сигнала на выходе интегрирующей RC-цепи тем ближе к интегралу от входного сигнала, чем больше значение _о в сравнении с t_и или (когда fв=1/ ,  . Эта цепь как бы "удлиняет" импульсный сигнал. При   f_гр (_о/t_и  0,03) выходной сигнал близок к входному.

2.3 Анализ прохождения амплитудно-модулированного сигнала через параллельный резонансный контур

Выполнить анализ АЧХ и ФЧХ параллельного резонансного LC-контура для.R=10кОм.

Рис 21 - Принципиальная электрическая схема

Рисунок 22 – АЧХ в децибелах

Рисунок 23 – ФЧХ в градусах

Верхний график – АЧХ (по оси Y – коэффициент передачи DB(V(Uout)/V(In)) в децибелах, нижний график – ФЧХ (по оси Y – фаза PHV(U(out)) в градусах. На графиках по оси X частота F в логарифмическом масштабе.

= 498.5 кГц (ϕ=0) - Резонансная частота f₀, на которой фазовый сдвиг ϕ=0.

(k=0.707 )= 463.89 кГц

(k=0.707 )= 533.65 кГц

K( )=-8 - максимальное значение уровня АЧХ K(f)_мак в деци-белах

∆f= -

∆f=533.65-463.89=69.7 кГц

2∆f=139,4 кГц - полоса пропускания 2∆f по уровню –3 дБ от K(f)_мак

Исходные значения: L=102 мГн, C=1пФ.

= =100кГц

Q= =0.717 - Эквивалентная добротность LC-контура

(478.3)=56.245 - Измеренные значения фазового сдвига

(518.3)=57.3

Выполнить анализ АЧХ и ФЧХ параллельного резонансного LC-кон-тура для .R=50кОм.

Рисунок 24 – Принципиальная электрическая схема

Рисунок 25 – АЧХ исследуемого сигнала

Рисунок 26 – ФЧХ исследуемого сигнала

= 498.5 кГц (ϕ=0) - Резонансная частота f₀, на которой фазовый сдвиг ϕ=0.

=520.3 кГц

=476,7 кГц

K( )=-2,28 - максимальное значение уровня АЧХ K(f)_мак в деци-белах

∆f= -

∆f=43,6кГц

2∆f=87,2 кГц - полоса пропускания 2∆f по уровню –3 дБ от K(f)_мак

Q= =1,15 - Эквивалентная добротность LC-контура

(478.5)=71,0 - Измеренные значения фазового сдвига

(518.5)=-70,9

Вывод: Для анализа прохождения АМ-сигналов используется метод “огибающей”, который позволяет заменить приближенным анализом прохождения его комплексной огибающей через эквивалентную низкочастотную RC-цепь. Если w_н = w_р , то контур настроен точно на несущую частоту АМ-сигнала. В случае неточной настройки (_н  _р) на выходе дополнительно возникает асимметрия значений амплитуд и фаз боковых составляющих, что приводит к паразитной фазовой модуляции и изменению закона огибающей (перемодуляции), а при детектировании АМ-сигнала – к нелинейным искажениям.