Инерциясыз сызықты емес элементті сигналдардың түрлері мен спектрлерін түрлендіру
Жұмыстың мақсаты: моно және бигармонолық әсер кезінде құрамына сызықты емес инерциясыз элемент кіретін резистивті тізбектің шығысындағы сигнал спектірі мен түрін зерттеу.
Теориядан қысқаша мәлімет
Сызықты емес тізбекті зерттеу қиынға соғатын бір жағдай, бұндай жүйенің функциялануын матиматикалық тұрғыда сипаттау кезінде біз сызықты емес диференциалды теңдеулерді шешу мәселесімен кездесеміз. Тұрақты коэфиценттері бар диференциалдық теңдеулерді шешу барысында қолданылатын көптеген әдістер мен тәсілдерді бұл жерде қолдану мүмкін еместігі белгілі. Бірақ кейбір жағдайларда сызықтық емес жүйелерді шешуді қарапайым жолдармен соңына жеткізуге болады. Бұл үшін сызықтық емес тәуелділік
Uвых(t)=f(Uвх,t) (3.1)
түрінде болуын талап ету жеткілікті.
Құрамында уақыт болмауы тиіс. Физикалық тұрғыда бұндай талап сызықтық емес элементтің инерциясыздығын білдіреді. Яғни сыртқы кіру әсерінің өзгерісінен кейін шығыс реакциясының лездік қойылуы. Инерциясыз сызықтық элементтер шындап айтқанда болмайды. Бірақ бұл идеализация, егер кіріс сигналының өзгеруінің сипаттық уақыты сызықтық емес элементтің ішіндегі қою процессінің уақытынан әлдеқайда көп болса толықтай дәл.
Радиотехникада сызықтық емес элементтер – бұл, көбінесе жартылай өткізгіш аспаптар – диодтар, биполярлы және жазық транзисторлар болып табылады. Қазіргі замандағы жартылай өткізгіш аспаптары өзінің жиіліктік қасиетіне қарай, қажет шегіне дейін жетілген болып табылады. Сондықтан, ішкі процесстердің сызықтық емес радиотехникалық элементтерде инерциясыздық сипаттары жайында болжамджар, көп жағдайларда, дұрыс шығып жатады. Жоғарыда қаралған функционалдық тәуелділікті сызықты емес элементтің қарапайым модельі ретінде қарауға болады. Мұның ерекшелігі - ішкі элементте өтіп жатқан процесстер бұл жерде басқармайды. Мұнда жүйенің ішкі сипаттамасымен жұмыс жасап жатырмыз деген дұрыс. Бұл жерде вольтамперлық сипаттамалары бірдей элементтер класын және көпмағыналы бөліктері бар сипаттамалы класс элементтерін ерекшелеп алуға болады.
Зерттеліп жатқан тізбектер мен сигналдардың қысқаша сипатамасы
Бұл жұмыста СИГНАЛДАРДЫ СЫЗЫҚТЫ ЕМЕС АУЫСТЫРЫП-ҚОСУ атты блогы бар әмбебап лабороториялық стенд қолданылады. Зерттелетін тізбектің ұстанымдық сызбасының (3.1.) құрамына жазық транзистордағы резистивті күшейтпелі каскад кіреді.
3.1-сурет. Зерттелетін тізбектің ұстанымдылық сызбасы
Бұл схеманы қалыптастыру үшін ЖҮКТЕМЕ (RVLC) ауыстырып-қосқышын R жағдайына қою жеткілікті. Пішімнің қалған ауыстырып-қосқыштарының жағдайы бізге қызықты емес (тербелмелі контур және онымен жалғанған тізбектер бұл жұмыста қолданылмайды).
Кіріс сигналдарының көзі ретінде стендтің сол жақ бөлігінде орналасқан (СИГНАЛДАР КӨЗІ блогында) ішкі генераторлар, ұялар және шығыс кернеуінің реттеуіштері қызмет атқарады. Пішімнің кез келген кірістерінің біріне берілетін кіріс сигналдары (1-3 ұялары), сонымен қатар ЕСМ ауытқу кернеуі қосындылағыш () арқылы жазық транзистордың бекітпесіне беріледі(4-ші ұя). Қосындылағыш операциялық күшейткіште жасалған; оның әрбір кірісте тарату коэфиценті бірге тең. Суматтордың сызбасы 1,2,3 кірістерінің ортақ әсерін болдырмай тастайды, нәтижесінде әрбір көздің кернеуін басқа көздерді ажыратпай тікелей қосындылағыштың кірісінде есептеуге болады. Пішіннің шығысы болып құйма тізбегіндегі 5 ұясы болып табылады. Ауытқу кернеуі тенддтің оң жақ бөлігінде жылжыту потенциометрімен қойылады және жорғарырақ орналасқан вольтметрмен тексеріледі. Құйма тогын өлшеу үшін сол жерде микроамперметр орналасқан. Аспапты тізбекке қосу үшін ауысу блогының ортасындағы "iС" тетігін басу жеткілікті.
Жұмыс барысында В7-38 типті қосылған айнымалы кернеу вольтметрі, екісәулелі осцилограф, және осы жұмыста спектроанализ ретінде қолданылатын дербес компьютер қолданылады.