Исследование однофазного транзисторного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией

Рефераты по физике » Исследование однофазного транзисторного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией

Федеральное Агентство по Образованию РФ


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)


Кафедра ПрЭ


Лабораторная работа №1

по курсу «Импульсно-модуляционные системы»

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ


ПРОВЕРИЛ: ВЫПОЛНИЛИ:

Преподаватель кафедры ПрЭ: Студенты гр. 366-1

Федотов В. А.__________ Поровская А.Я.________

Хрущев А.С.__________

Шахрова И.В._________


2010

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Экспериментальное исследование немодулированной и модуляционной последовательности прямоугольных импульсов при изменяемой кратности квантования.

1.2 Построение и изучение зависимости коэффициента гармоник от глубины модуляции µ и от кратности квантования q.


2 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

2.1 Режим работы «Усиление однофазного напряжения методом ШИР».

Рисунок 2.1.1 – Однофазный транзисторный преобразователь

Таблица 2.1.1 – Данные для построения эффективного значения выходного напряжения от относительной длительности импульса

Uвых,% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Uэф.вых,В 2,155 4,177 4,683 6,754 8,324 10,14 11,74 12,95 14,05 14,95 15,74

Рисунок 2.1.2 – Зависимость

Таблица 2.1.2 – Данные для построения среднего значения выходного напряжения от относительной длительности импульса

Uвых,% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Uср.вых,В 2,08 1,992 1,584 1,82 1,505 1,48 1,276 1,292 1,749 1,249 1,492

Рисунок 2.1.3 – Зависимость среднего значения выходного напряжения от относительной длительности импульса


Рисунок 2.1.4 – Амплитудно-частотный спектр сигнала при частоте 40 кГц

2.2 Режим работы «Усиление переменного синусоидального напряжения, наложенного на постоянную составляющую, методом ШИМ».

Амплитуда сигнала Em = 1 В

Частота сигнала f = 2 Гц

Период сигнала

Глубина модуляции

Модулирующий сигнал

Формирование пилы

при кратности квантования q=6

Модулированная последовательность импульсов

Рисунок 2.2.1 – Зависимость ШИМ – 1, пилообразного напряжения и входного сигнала.


Рисунок 2.2.2 – Зависимость ШИМ-сигнала, восстановленного из его гармоник при q=6

Рисунок 2.2.3 – Зависимость спектрального состава заданного ШИМ-сигнала при q=6.


Таблица 2.2.1 – Данные для построения зависимости амплитуды напряжения пульсации на нагрузке от частоты ШИМ

Am,В 30,8 30,81 30,85 30,9 31,01 31,08 31,33
fм,Гц 50 78,05 100 128,05 143,9 165,85 200

Рисунок 2.2.4 – Зависимость амплитуды напряжения пульсации на нагрузке от частоты ШИМ

Таблица 2.2.2 – Данные для построения зависимости действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ 0 0,1 0,21 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,81 0,91 0,99
Uд,В 1,9 2,98 3,27 5,84 7,39 9,99 10,85 12,38 13,18 14,34 15,79

Рисунок 2.2.5 – Зависимость действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ

2.3 Режим работы «Формирование прямоугольного переменного напряжения».

Таблица 2.3.1 – Данные для построения зависимости действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ 0 0,2 0,27 0,35 0,4 0,5
Uд,В 1,7 5,25 6,52 7,91 8,37 10,56

Рисунок 2.3.1 – Зависимость действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ

Рисунок 2.3.2 – Амплитудно-частотный спектр сигнала при частоте 40 кГц


2.4 Режим работы «Усиление переменного синусоидального напряжения методом ШИМ».


Модулирующий сигнал

Модулированная последовательность импульсов


Рисунок 2.4.1 – Зависимость ШИМ – 1, пилообразного напряжения и входного сигнала.

Рисунок 2.4.2 - Зависимость ШИМ-сигнала, восстановленного из его гармоник при q=6.


Рисунок 2.4.3 – Зависимость спектрального состава заданного ШИМ-сигнала при q=6


Таблица 2.4.1 – Данные для построения зависимости действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ 0 0,12 0,22 0,33 0,43 0,52 0,61 0,71 0,81 0,9 0,99
Uд,В 1,96 3,75 4,1 5,045 8,61 10,28 10,73 11,7 12,41 14,88 15,61

Рисунок 2.4.4 – Зависимость действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ

Рисунок 2.4.5 – Амплитудно-частотный спектр сигнала при частоте 40 кГц


3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе был исследован однофазный транзисторный преобразователь с ШИМ.

Спектр сигнала имеет арочную структуру. Внутри массивов гармоники затухают быстро, а от массива к массиву медленно. При уменьшении глубины модуляции картина спектра меняется: ширина арок, количество спектральных линий под аркой, мешающие компоненты уменьшаются, сигнал составляют гармоники все большей частоты (следовательно необходимо учитывать гармоники более высших составляющих). По мере снижения q количество спектральных линий под огибающей увеличивается. Образуется сложная картина перекрытия массивов гармоник указанных частот. Сигнал составляют гармоники все меньшей частоты (следовательно необходимо учитывать гармоники составляющих с меньшими частотами). При минимальной кратности квантования q = 2 массивы снова упорядочиваются.