Материал: Переходные процессы и спектры. Матвеев Б.В

Number of points per harmonic – количество отсчетов (вы-

борок) наодну гармонику;

Sampling frequency – частота следования выборок; Display phase – вывод на экран распределения фаз всех

гармонических составляющих в виде непрерывной функции (по умолчанию выводится только график амплитуд гармоник); Output as line graph – вывод на экран распределения амплитуд всех гармонических составляющих в виде непрерывной

функции (по умолчанию - в виде линейчатого спектра).

Для примера на рис. 6.20 показан амплитудный и фазовый спектры колебания, подаваемого в схему рис. 3.8 в точке (ноде) 1, при частоте первой гармоники f 200 Гц и числе гармоник 9, при выключенном режиме Advanced и линейном масштабе (Linear) вертикальной шкалы (Vertical scall), а также активном окне Display phase.

Рис. 6.20. Результаты Фурье-анализа сигнала в схеме рис. 3.8.

165

Количественные значения амплитудного и фазового спектра можно определить, если включить режим измерения на рис. 6.20 (третья иконка, справа вверху), предварительно «щелкнув» левой кнопкой мыши на графике, подлежащем измерению. В результате на графике появляются две визирные линейки, перемещение которых курсором за их верхнюю часть позволяет получить точные значения параметров распределения, индицируемых в окне – ярлыке (рис. 6.21). К этим параметрам относятся: значения частоты x1, x2 в точках установки первой (левой) и второй визирных линеек, амплитуда гармоник y1, y2,разность указанных параметров и их обратные величины (dx, dy,1/dx,1/dy ), а также их минимальные и макси-

мальные значения min x, maxx, max y . Расположение окна можно менять, «перетаскивая» его за верхнюю часть.

Рис. 6.21. Окно-ярлык для измерения параметров спектра сигнала

В нижней части окна Фурье-анализа (рис. 6.20) имеется графа” Total harmonic distortion” (закрыта движком), которая

166

определяет величину коэффициента гармоник в соответствии с формулой

Ai2

где Ai - текущее значение гармоники в спектре сигнала.

Значение K появляется на экране при анализе только амплитудного спектра. Если анализируется еще и фазовый спектр, то величина коэффициента гармоник будет выводиться только при распечатке.

Такие вычисления полезны, например, при анализе схемы линейного усилителя звуковых частот.

Приведем теперь пример получения спектра сигнала по примеру 6.1 через процедуру моделирования на ЭВМ с помо-

щью программы Electronic Workbench.

Пример 6.5. Определить спектр сигнала, график которого представлен на рис.6.7 и задается формулой

при T =0.005 с.

Для получения сигнала u t воспользуемся функциональным генератором EWB (рис.6.22), установив на нем частоту (FREQUENCY) f 1/T 1/0.005 200 Гц. Значение величины DUTY CYCLE (коэффициент заполнения) возьмем равным 50, а амплитуду сигнала (AMPLITUDE) равной 0.5 V, а величину OFFSET (установка смещения сигнала) равной нулю.

167

Рис. 6.22. Установка входного сигнала на лицевой панели функционального генератора

Соберем теперь схему из элементов EWB для анализа спектра сигнала (рис. 6.23), установив затем номера Nod в точках измерения.

Рис. 6.23. Схема для анализа спектра сигнала u t

Имея точку измерения спектра сигнала, воспользуемся далее процедурой спектрального анализа «Fourier» с установкой в окне (рис. 6.24) необходимых параметров спектрального анализа.

168

Рис. 6.24. Установка параметров спектрального анализа в окне преобразования «Fourier»

Нажав на кнопку «Simulate» (рис. 6.24), получаем амплитудный и фазовый спектры сигнала (рис. 6.25).

Рис. 6.25. Амплитудный и фазовый спектр сигнала u(t)

Полученный спектр сигнала u(t) имеет аналогичную структуру, рассчитанную с помощью пакета Mathcad (рис. 6.8).

169